Donnerstag, März 15, 2007

Rechnen mit Quanten, Quanten rechnen

Interessieren Sie sich für Quantenmechanik? Vielleicht wird es einmal Computer geben, die mit so genannten Qubits (Quantenbits) arbeiten. Ganz absurd ist der Gedanke heute nicht mehr, aber die Realisierung solcher Maschinen erweist sich bislang als gar nicht so einfach. Die Technologie dazu steckt in den Kinderschuhen, man ist weit entfernt von einem PC-Ersatz. Doch wer weiß, in 20 Jahren gehören Qubits womöglich zu den "Grundlagen der Informatik". Ich würde mich darüber freuen, weil das völlig interessantes Zeugs ist.

Wenn Sie zu dem Thema "Quantenrechner" herumsurfen, werden Sie interessantes Material finden. Hin und wieder geistern ja auch Meldungen dazu über die Nachrichtenticker. Worüber ich die Tage stolperte, war der Blog-Eintrag "Independence, entanglement and decoherence with the quantum monad". Hier geht es weniger um Quantenrechner als um das Rechnen mit Quanten, was im wesentlichen Wahrscheinlichkeitsrechnung ist. Das Faszinierende daran ist für mich, wie man sich Quantenmechanik programmierbar machen kann. Der Autor verwendet dazu Haskell und ein besonderes Konstrukt, die Monade. Haskell ist eine rein funktionale Programmiersprache; funktionale Sprachen sind vollkommen zustandsfrei. Monaden sind gewissermaßen ein Kunstgriff, Zustände durch die Funktionen zu pipen, ohne dabei das funktionale Paradigma zu verletzen.

Was mich aber endgültig an dem Blog-Eintrag in den Bann zog, war Folgendes: Der Autor betrachtet ein System, das sich zusammensetzt aus Umgebung (environment) und Subsystem. So lange beide unabhängig sind, sind beide isoliert voneinander studierbar. Er sagt, dass wir mit der Vorstellung vertraut sind, dass der Zufluss von etwas in das System, das Ganze (die isolierte Betrachtung) über den Haufen werfen kann. Er zeigt aber auch, dass der Abfluss von etwas aus dem System es ebenfalls "vermasseln" kann -- und das entspricht nicht mehr unbedingt unserer Intuition.

Ich finde diese Gedanken sehr interessant, auch wenn ich die Quantenrechnerei dahinter nicht wirklich verstehe. Können wir das übertragen auf den Umgang mit komplexen Softwaresystemen? Gibt es da Analogien? Vielleicht weiß ich das in 20 Jahren ;-)

Wie auch immer. Wen das Rechnen mit Quantenphänomenen weniger interessiert und wer loslegen möchte, ein Quanten-Linux zu programmieren, nur zu: hier eine Simulation ("A lambda calculus for quantum computation") von André van Tonder dazu.

1 Kommentar:

André Silaghi hat gesagt…

Davon habe ich auch schon gehört. Allerdings in einer etwas anderen Form. Dabei geht es um sogenannte "verschränkte Teilchen". Das heißt, es existieren zwei Teilchen und diese sind irgendwie mit einander verbunden. Daraus folgt, dass das eine Teilchen genau weiß, was das andere macht, egal wo sie sich befinden. Man könnte die Teilchen sogar an die Grenzen des Weltalls positionieren - in der größtmöglichen Entfernung - und sie würden immernoch alles voneinander wissen. Quasi eine Art "Überlichtkommunikation". Soetwas möchte man angeblich auch für Rechner entwerfern, aber ich bin mir da nicht sicher, ob das auch etwas mit Quanten und Qubits zu tun hat.