Quantenspeicher könnten leistungsfähiger und effektiver als herkömmliche Speicherbausteine sein, wenn sie sich am menschlichen Gehirn orientieren. Das Speicherverfahren würde auf Mustererkennung beruhen und sowohl effizienter als auch fehlertoleranter als herkömmliche Adressenspeicher sein. Dies schlägt der Schweizer Wissenschaftler Carlo Trugenberger in der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters vor.
Ein auf Mustererkennung beruhender Speicher hätte den großen Vorteil, dass er auch mit unvollständigen Informationen abgefragt werden könnte – so wie unser Gehirn auch verschwommenen oder unscharfen Bildern Personen oder Dingen zuordnen kann. Dieses so genannte assoziative Speichermodell wird bisher in neuronalen Netzen angewendet. Trugenberger zeigt in seiner theoretischen Arbeit, dass diese assoziativen Speicher in Quantencomputern besonders Gewinn bringend eingesetzt werden könnten. Im gleichen Zuge fordert er an Quantencomputern arbeitende Wissenschaftler dazu auf, nicht herkömmliche Computerspeicher zu imitieren, sondern sich mit assoziativen Speichern zu befassen.
In Quantencomputern werden Daten nicht in herkömmlichen Bits, sondern in so genannten QBits gespeichert. Einzelne QBits sind dabei nicht voneinander unabhängig, sondern miteinander quantenmechanisch verschränkt. Dies bedeutet, dass einzelne Bits nicht einfach mit Nullen oder Einsen wie in herkömmlichen Speichern gefüllt sind, sondern sich in einem der Quantenmechanik eigenen Zwischenzustand befinden. Diesen Zustand der QBits bezeichnet man als Kohärenz. Dadurch kann die Speicherkapazität und Rechenleistung von Computern gesteigert werden – zumindest in der Theorie. Bis jetzt stellt es Wissenschaftler jedenfalls noch vor große Probleme, die Kohärenz einer Handvoll QBits über längere Zeit aufrecht zu erhalten.
Stefan Maier
