Quantenparallelismus

Der Zustand eines Objekts wird in der klassischen Physik durch messbare Größen wie Geschwindigkeit oder Ort charakterisiert. Winzige Bausteine der Natur wie Atome oder Moleküle gehorchen jedoch der Quantenmechanik. Im Rahmen dieser Theorie wird der Zustand eines solchen Teilchens durch eine so genannte „Wellenfunktion“ beschrieben, siehe Quantenzustand. Diese enthält alle Möglichkeiten, in denen das betrachtete System bei einer Messung angetroffen werden kann. In einem Quantencomputer werden bestimmte Schaltungen eines klassischen Computers, die dessen Bits miteinander verknüpfen, nachempfunden. Diese so genannten Quantengatter verknüpfen mehrere Qubits miteinander (siehe „Viel-Qubit-System“). Im klassischen Fall kann eine solche Schaltung mehrere verschiedene Operationen vornehmen, in einem Moment aber nur jeweils eine. Ein Quantengatter hingegen kann alle Operationen parallel ausführen. Die simultane Verarbeitung der Information nennt man „Quantenparallelismus“. Dieser kann für eine enorme Beschleunigung von Rechenvorgängen genutzt werden.