Diskussion:Qubit

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"Einige Physiker vermuten in diesem Zusammenhang zwischen Qubits und Punkten im dreidimensionalen Raum den Grund dafür, dass unser Raum dreidimensional ist." Ist von Weizsäckers Urhypothese nicht ein prominenter Vertreter dieser Idee? Könnte man da einen Link machen? Benutzer:Philipp W.

Done. --Ce 22:35, 25. Jun 2003 (CEST)

Fachlich sind wir sicher einer Meinung. Aber mit meiner Änderung ZweiZustand --> Mehrzustand wollte ich provozieren, daß jemand die Superpositionen alpha|0> und beta|1> näher erklärt. Leider gab es nur einen revert (der natürlich auch berechtigt ist). Na gut. Sadduk 15:19, 11. Jun 2004 (CEST)

Dazu gibt es die Diskussionsseite! Dass die Änderung eine Erklärung der Superposition veranlassen sollte, darauf wäre ich nie gekommen (ich hatte eher gedacht, die Informationsmenge hätte verwirrt, da man ja auch für Mehrzustandssysteme eine Informationsmenge angeben kann). Aber dafür hat es provoziert, den älteren Fehler mit der Informationsmenge zu korrigieren.

Ich werde mir Gedanken machen, wie man die Sache mit der Superposition gut erläutern könnte. --Ce 17:40, 11. Jun 2004 (CEST)

prima, ich hab mir den Artikel auf die Beobachtungsliste gesetzt. Das mit dem älteren Fehler habe ich aber nicht verstanden. Du hast doch sonst nichts geändert ? Sadduk 00:02, 12. Jun 2004 (CEST)

Ich habe jetzt den Punkt Superposition etwas ausgeführt. Verbesserungsvorschläge sind natürlich willkommen.

Der ältere Fehler war die Formulierung "die Informationsmenge eines", die ich bei der Gelegenheit aus dem Satz gelöscht habe. Darauf bezieht sich auch der Anfang meines Änderungskommentars. --Ce 14:09, 12. Jun 2004 (CEST)

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Zitat Artikel: "Als Zweizustands-Quantensystem ist das Qubit das einfachste nichttriviale Quantensystem überhaupt."

Das setzt voraus, dass mir ein TRIVIALES Quantensystem bekannt sein sollte. Das ist mir aber leider nicht bekannt - kann jemand ein triviales Quantensystem nennen... und auch Beispiele für weitere nichttriviale Quantensysteme? Danke, --Abdull 00:08, 26. Dez 2004 (CET)

Triviales Quantensystem: Das Ein-Zustands-Quantensystem (da es nur einen Zustand hat, und sich daher immer in diesem Zustand befindet, ist es nicht nur trivial, sondern auch langweilig genug, daß sich niemand damit beschäftigt :-))

Weitere nichttriviale Quantensysteme: Alle anderen Quantensysteme. --Ce 15:43, 9. Jan 2005 (CET)

Inhaltsverzeichnis 1 Shor-Algorithmus 2 Quantum Internet 3 Nordpol/Südpol 4 Ist der Artikel noch exzellent? 5 Qubyte 6 Abwahl-Diskussion 7 Aus der beendeten Lesenswert"-Kandidatur 7.1 Qubit (verlängert bis zum 14. Dez.) 8 Zweizustandssystem? 9 Lesenswert-Diskussion 31. 7. - 7. 8. 2006 (erfolgreich)

[Bearbeiten] Shor-Algorithmus

Vom Qubit sollte es einen Hinweis zum Shor-Algorithmus als eine Richtung weisende Anwendung geben. Leider ist der Artikel über den Shor-Algorithmus noch nicht besonders gut. Aber vielleicht gibt es einen Experten der hier vorbeischaut ... --Nopherox 13:11, 11. Mär 2005 (CET)

[Bearbeiten] Quantum Internet

Seth Lloyd, Jeffrey H. Shapiro, Franco N. C. Wong, Prem Kumar, Selim M. Shahriar, Horace P. Yuen Infrastructure for the Quantum Internet A team of researchers from the Massachusetts Institute of Technology (MIT) and Northwestern University (NU) is developing a system for long-distance, high-fidelity qubit teleportation. Such a system will be required if future quantum computers are to be linked together into a quantum Internet. This paper presents recent progress that the MIT/NU team has made, beginning with a review of the teleportation architecture and its loss-limited performance analysis. --Guntram 16:45, 16. Okt 2005 (CEST)

[Bearbeiten] Nordpol/Südpol

Zitat: "Setzt man z.B. im Bild an den "Nordpol" der Kugel den Zustand |1> und an den "Südpol" den Zustand |0>, dann ist das Verhältnis der Länge des grünen Teils des Durchmessers (vom Nordpol bis zum Schnittpunkt mit der Ebene) zum Gesamtdurchmesser gerade die Wahrscheinlichkeit, das Qubit nach der Messung im Zustand |1> zu finden"

Müßte das nicht gerade andersherum sein? Das Verhältnis "grün zu gesamt" ist doch etwa 20%, die Wahrscheinlichkeit für den Nordpol müßte aber 80% sein, also die Differenz zu 100%, oder irre ich mich?

Das denke ich auch und habe deswegen eingefügt: "das Verhältnis DES KOMPLEMENTS der Länge des grünen Teils"... bitte korrigiert mich, wenn ich mich irre! Cato Minor 00:50, 8. Mär 2006 (CET)

[Bearbeiten] Ist der Artikel noch exzellent?

Ich bin der Meinung, der Artikel erfüllt derzeit nicht mehr die Kriterien, die an Exzellente Artikel angelegt werden. Ich habe den Artikel deshalb zunächst in die Wartung gestellt. -- srb ^♋ 16:55, 28. Nov 2005 (CET)

[Bearbeiten] Qubyte

Hallo, wieso hat ein Qubyte 4^8 Zustände? Ein Quantenbit hat doch entweder 0, 1, oder ein Superposition der beiden, also 3 Zustände. Ein Qubyte hätte dann 3^8 Zustände. Obwohl ich persönlich eher von 2^8 Möglichkeiten sprechen würde...

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Ich halte das auch für ein Hoax. Als das erste Qubyte erzeugt wurde, wurden soviele verschiedene Zustände erzeugt und gemessen, um zu testen, dass das Qubyte richtig funktioniert. Es gibt die 2^8 Grundzustände, und beliebige Superpositionen - also 256 Grundzustände und unendlich viele Überlagerungen davon.

Andererseits habe ich das mit den 4^8 auch schon mehrfach gelesen, immer ohne Begründung.

-- Towa

Ein Qubit kann nur 2 reelle Zustände annehmen: 1 oder 0.

Dies wird durch die Drehung (Spin) des Teilchens ausgedrückt (zb. Up- und Down-spin), bei einer Superposition dreht sich das Teilchen - vereinfacht ausgedrückt - zusätzlich auch um die anderen beiden Achsen im Raum. Dadurch wechselt das Teilchen bei einer Messung immer zwischen den beiden Zuständen hin und her. Bei einer Drehung um nur eine Raumachse erhält man mit einer Wahrscheinlichkeit von je 50% 0 oder 1. Bei einer zusätzlichen Drehung um die dritte Achse entsteht eine (fast) beliebige Wahrscheinlichkeitsverteilung der beiden Zustände. Man kann also selbst mit einem einzigen Qubit (fast) unendlich viele Werte darstellen - also wesentlich mehr als nur drei...

Dabei stellen sich aber einige Probleme:

• Rauschen
• Quantisierungseffekte

Umso mehr Werte man darzustellen versucht, desto schwerer wird es aufgrund von Störungen den richtigen Wert zu bestimmen. Deshalb benötigt man ab einem gewissen Grad extrem viele Messungen was das System als praktikabler Rechner unbrauchbar werden lässt. Das selbe Problem haben auch Analogrechner.

Was die 2^2^8 darstellbaren Werte angeht, so habe ich dies aus den Wikinews übernommen. Sicher ist, dass man mit dem existierenden Versuchsaufbau 2^2^8 Werte effektiv abbilden kann - diese Zahl hat jedoch nur indirekt mit der Anzahl der benötigten Messungen zu tun um den Wert auslesen zu können.

Ein weiterer mir bekannter Fakt ist, dass ab einem Qubyte mit 3 Qubit unendlich viele Verschränkungen möglich sind. Ich weiß allerdings nicht wie sich das auf die darzustellenden Werte auswirkt.

Natürlich habe ich mich auf dem Gebiet eigelesen bevor ich den Eintrag vorgenommen habe. Da ich aber nur ein interessierter Laie auf dem Gebiet bin, kann ich nur bedingt für die Richtigkeit garantieren. Seid aber versichert, dass ich es nach meinem besten Wissen getan habe. Ich lasse mich diesbezüglich jedoch gerne (möglichst von einem Fachkundigen) korrigieren.

MovGP0 16:30, 28. Dez 2005 (CET)

Ich weiss nicht genau was mit "reeller Zustand" gemeint ist, aber ich denke es ist dasselbe was ich unter "Basiszustand" verstehe, also ein Zustand eines Systems, das es nach dem Messen annehmen kann ("klassischer" Zustand). Ein Ein-Qubit-System hat demnach 2 Basiszustände, nämlich |0> und |1>. Ein n-Qubit-System hat 2^n Basiszustände, exakt genauso viele wie ein klassischen System mit n Bits. Der Unterschied ist nur, dass ein Qubit-System auch alle Superpositionen der Basiszustände annehmen kann, also mehrere Werte gleichzeitig speichern kann.

Die Anzahl der (Nicht-Basis-)Zustände ist immer unendlich, soger theoretisch überabzählbar unendlich, da es unendlich viele (zulässige) Amplitudenwerte (komplexe Zahlen) gibt. -- Evolux 19:48, 7. Jan 2006 (CET)

^mit komplexen Zahlen kann man es nicht ausdrücken, da man 4 Dimensionen benötigt. Mit Quaternionen gehts aber. Außerdem glaube ich, dass "unendlich" viele Zustände - genauso wie in der Analogtechnik - nur in der Theorie existieren, da die kleinste Einheit letztlich der Quantenschaum und damit die Planck-Länge ist. Natürlich ist das nur meine derzeitige persönliche Hypothese. MovGP0 10:27, 8. Jan 2006 (CET)

Natürlich sind unendlich viele Zustände nur theoretisch erreichbar, auch wegen der Genauigkeit der Quantengatter und so weiter. Aber ich verstehe nicht, warum du meinst, dass komplexe Zahlen nicht geeignet wären. Ein n-Qubyte wird vollständig durch 2ⁿ komplexe Zahlen beschrieben, wobei jede Zahl die Amplitude eines Basiszustandes angibt und die Zusatzbedingung erfüllt sein muss, dass die Summe der Betragsquadrate der Amplituden 1 ergeben muss. Ich würde jetzt nur gerne die Sache mit der Anzahl der Basiszustände klären, da es so im Artikel nicht stehen bleiben kann. -- Evolux 12:42, 8. Jan 2006 (CET)

Auch ein einzelnes Qubit kann man nicht mit einer komplexen Zahl beschreiben, da sich Elementarteilchen nicht in der Ebene, sondern im dreidimensionalen Raum drehen. Zudem gibt es Elementarteilchen (Fermionen), die zwei Umdrehungen benötigen um in den Anfangszustand zu kommen (siehe auch: Spinor). Deshalb benötigt man Quaternionen, welche im Grunde höherdimensionale komplexe Zahlen sind. MovGP0 21:48, 12. Jan 2006 (CET)

Natürlich werden Quantenphysikalische Zustände nicht mit einer komplexen Zahl beschrieben, sondern mit einer pro Basiszustand. Ob man jetzt bei einem einzelnen Qubit zwei komplexe Zahlen oder ein Quaternion benutzt ist grundsätzlich egal. Nur ist die Beschreibung mittels komplexer Vektoren (der Dimension 2^n bei n Qubits) in der Quanteninformatik m.E. besser, da man dann viel einfacher auf mehrere Qubits verallgemeinern kann. Ich denke jedoch, die Diskussion hat hier nicht mehr viel Sinn, der Artikel wurde ja schon korrigiert. Evolux 16:52, 14. Jan 2006 (CET)

Ich habe die Formulierung erstmal auf 2^8=256 berichtigt, da man beim bisherigen Wortlaut "Durch jedes weitere, ..., Qubit potenzieren sich die möglichen Zustände..." nie und nimmer auf die 2^16 Zustände kommt und ich diesen Sachverhalt auch nicht ganz nachvollziehen kann. --anonymous 18:02, 11.Jan 2006 (CET)

[Bearbeiten] Abwahl-Diskussion

Der Artikel hat m.E. für einen exzellenten Artikel zu viele Mängel:

• Im Einleitungssatz sind Quantencomputer erwähnt, ansonsten steht kein Wort über die Bedeutung für die Informatik im Artikel
• über die "Geschichte" gibt es nur ein kurzes Sätzchen (Der Begriff Qubit wurde von B. W. Schumacher geprägt.)
• Implementierung: klingt eher nach PM als Enzyklopädie, die Kriterien von DiVincenzo werden nicht mal erwähnt
• keine Literatur

-- srb ^♋ 22:22, 29. Nov 2005 (CET)

raus damit: Ist imho auch zu populärwissenschaftliche und zuwenig substantiell. Zumal über ein Qubit eigentlich nicht viel gesagt werden kann. Das meißte, was man darüber sagen könnte, gehört wohl entweder nach Quantenmechanik oder nach Quantencomputer. --Coma 00:17, 1. Dez 2005 (CET)

• Entfernen. Aus den Anfängen.--G 16:53, 3. Dez 2005 (CET)
• Entfernen. Genuegt nicht mehr heutigen Standards. Etwas mager, vor allem aber nicht besonders gut geschrieben. --zeno 14:41, 5. Dez 2005 (CET)
• contra Mit Überarbeiten könnte daraus ein lesenswerter Artikel werden, mehr nicht. --Voyager 15:40, 5. Dez 2005 (CET)
• Contra. Zustimmung zu Voyager. -- Carbidfischer Kaffee? 22:33, 5. Dez 2005 (CET)

[Bearbeiten] Aus der beendeten Lesenswert"-Kandidatur

[Bearbeiten] Qubit (verlängert bis zum 14. Dez.)

Ein Qubit (für "Quantenbit") ist ein beliebig manipulierbares Zweizustands-Quantensystem. Qubits werden bei Quantencomputern verwendet.

• Pro Antifaschist 666 09:31, 7. Dez 2005 (CET)
• Contra --Ixitixel 10:17, 12. Dez 2005 (CET) Ist mir generell etwas schwierig geschrieben, den Oma-Test besteht dieser Artikel so nicht. Ich denke aus dem Thema ist viel mehr rauszuholen.
• Contra aka ixitixel. schon der zweite satz hat mich vom weiterlesen abgeschreckt: Als Zweizustands-Quantensystem ist das Qubit das einfachste nichttriviale Quantensystem überhaupt. Schaengel89 @me 14:23, 12. Dez 2005 (CET)
• Neutral ein solches Thema braucht eine „oma-taugliche“ Einleitung. In dieser muss das Wort „Quantensystem“ als zum Verständnis unverzichtbares Umfeld des Lemmas zumindest angerissen werden. Ich bin kein Fachmann und kann daher die Richtigkeit des Artikels nicht beurteilen, ausdrücklich loben möchte ich aber die Verständlichkeit. Der Hauptteil des Artikels ist bereits lesenswert, nur die mangelhafte Einleitung verhindert mein pro. --h-stt 12:20, 14. Dez 2005 (CET)
• Neutral Das Thema ist zwar sehr wissenswert, ich finde den Artikel aber nicht verstädnlich genug. Eine einfachere Einleitung und einige erläuternde Bilder fehlen - die Formeln alleine sind für nicht-Quantenphysiker schwer verdaulich. Auch wenn das Thema sehr kompliziert ist, so sollte die Einleitung Mutter-tauglich und der größte Teil zumindest für HTL-Absolventen verständlich sein. MovGP0 16:41, 28. Dez 2005 (CET)

[Bearbeiten] Zweizustandssystem?

Sollte man nicht besser Zwei-Niveau-System statt Zweizustandssystem sagen? Dann müßte man auch nicht mehr erklären, daß es in Wirklichkeit unendlich viele Zustände gibt. --Jckr 22:08, 30. Jul 2006 (CEST)

Nein, ein Zwei-Niveau-System weist zwei unterschiedliche Energieniveaus auf (also zwei Energieeigenzustände mit unterschiedlichen Energien). Ein Qubit kann aber durchaus auch ein System mit einem zweifach entarteten Energieniveau sein (also beide Zustände haben dieselbe Energie). In der Tat hat das sogar gewisse Vorteile (der allgemeine Zustand eines Zwei-Niveau-Systems ist zeitabhängig, diese Zeitabhängigkeit muß kompensiert werden; ein zweifach entartetes Ein-Niveau-System hingegen ist – von Störungen abgesehen – zeitunabhängig, d.h. der allgemeine Zustand wird auch dann exakt beibehalten, wenn er kein Energieeigenzustand ist). Außerdem sind die unendlich vielen Zustände ja genau das, was das Qubit vom normalen Bit unterscheidet. --Ce 00:14, 7. Aug 2006 (CEST)

[Bearbeiten] Lesenswert-Diskussion 31. 7. - 7. 8. 2006 (erfolgreich)

Ein Qubit (für „Quantenbit“) ist ein beliebig manipulierbares Zweizustands-Quantensystem, das heißt, es handelt sich um ein System, das nur durch die Quantenmechanik korrekt beschrieben wird, und das nur zwei durch Messung sicher unterscheidbare Zustände hat.

• Pro - der Artikel gehört vor einiger Zeit zu den Exzellenten Artikeln, wurde dann jedoch abgewählt und fiel auch hier in der Abstimmung durch (1pro, 2 contra, 2 neutral). Der Kritikßpunkt Unverständlichkeit wurde seitdem in den einführenden und erklärenden Abschnitten offensichtlich weitestgehend behoben - wobei ich als Laie auch nicht den Anspruch habe, den mathematischen Teil nachzuvollziehen. Insgesamt imho ein runder Artikel für Laien und Experten. -- Achim Raschka 06:57, 31. Jul 2006 (CEST)
• Pro - hat mich wirklich sehr beeindruckt! --Rohieb 会話 20:35, 1. Aug 2006 (CEST)
• Pro Denke auch, dass hier alles behoben wurde. Sehr ausführlich. Lesenswert! --Webguru 12:57, 3. Aug 2006 (CEST)
• Pro Sehr gut gemacht. Ernste Fehler konnte ich auch als Physik-Bewanderterer nicht finden. Akriesch 22:53, 3. Aug 2006 (CEST)
• Pro:Der Artikel ist aber auf jeden Fall noch ziemlich kompliziert, er könnte auch durchaus noch vereinfacht werden. Die Zielgruppe sind schließlich nicht Physiker.--G 22:50, 6. Aug 2006 (CEST)