Wenn es eines Tages Quantencomputer serienmäßig zu kaufen geben sollte, würden ihre Benutzer schlagartig mit der bizarren Welt der quantenmechanischen Gesetze konfrontiert. Zwei britische Mathematiker haben jetzt untersucht, ob Quantencomputer bestimmte Rechnungen durchführen können, ohne dass man sie einschaltet. Sie berichten über ihr Ergebnis in den Proceedings of the Royal Society London A.
Dem Computer müsste aber die Zeit, während der er nicht läuft, tatsächlich zur Verfügung stehen, erklärt Graeme Mitchison von der Universität Cambridge. Er hat zusammen mit Richard Jozsa von der Universität Bristol herausgefunden, dass bestimmte mathematische Entscheidungsprobleme mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit tatsächlich von Quantencomputern dadurch zu lösen sind, dass man sie nicht einschaltet. Möchte man das richtige Ergebnis allerdings mit hundertprozentiger Wahrscheinlichkeit erhalten, dann müsste man den Computer unendlich oft mal nicht einschalten.
Dieses bizarre Ergebnis ist eine Folge des Konzeptes, mit dem Quantencomputer arbeiten sollen. Man will Rechnungen in diesen Computern durch die Wechselwirkung zwischen quantenmechanischen Zustandsüberlagerungen ? so genannten Superpositionen ? realisieren. Eine Superposition ist die Überlagerung sehr vieler Zustände, in denen sich ein quantenmechanisches System befinden kann. Dadurch, dass all diese Zustände gleichzeitig manipuliert werden, soll ein Quantencomputer ein Vielfaches der Rechenleistung eines konventionellen Computers erreichen.
Das besondere an diesen Superpositionen: Wenn ein Beobachter eine dieser Zustandsüberlagerungen mit einem Messgerät registriert, zwingt er das System dazu, sich für einen der vielen Zustände zu entscheiden. Bei einem Quantencomputer geschieht das, wenn der Beobachter das Rechenergebnis abliest.
Der Ausgangspunkt der Überlegungen der beiden Mathematiker war nun: Unter den vielen möglichen Zuständen, die ein Quantencomputer annehmen kann, gibt es auch den einen Zustand, in dem der Computer nicht eingeschaltet ist. Zum Schluss untersuchten sie, wie hoch die Wahrscheinlichkeit dafür ist, dass der Zustand “nicht eingeschaltet” bei der von ihnen konstruierten Aufgabe dem richtigen Ergebnis entspricht.
Axel Tillemans
