Schrödingers Bit: 1 oder 0 oder beides GLEICHZEITIG?

quantumcomputing hat in den letzten Jahrzehnten immense Fortschritte gemacht und wirgt das Potenzial Daten wie wir sie heute verarbeiten und Information wie wir sie aktuell speichern auf eine noch nie daageesene Art und Weise zu verändern ein zentrales Konzept in diesem Bereich ist das Cubit analog zu klassischen Computern stellt ein Cubit die kleinste Informationseinheit in einem Quantencomputer da in Anlehnung an die wohl berühmteste Katze der Welt die den Gedanken eines Physikers entsprungen ist möchte ich dir in diesem Video die Bedeutung von Schrödingers bit vorstellen das eine direkte Anlehnung an das berühmte Gedankenexperiment ist dass es mittlerweile auch in die Popkultur geschafft hat Schrödingers Katze wurde im Jahr 1935 geboren es soll die Schwierigkeiten und Paradoxien in der Interpretation der Quantenmechanik aufzeigen die Quantenmechanik ist ein Teilgebiet der Physik dass sich mit den Eigenschaften und dem Verhalten von kleinsten Teilchen wie Elektronen und Photonen beschäftigt im Gegensatz zur klassischen Physik die makroskopische Objekte beschreibt behandelt die Quantenmechanik Phänomene auf atomara und subatomara Ebene zwei wichtige Prinzipien der Quantenmechanik die wir uns auch im quantencomputing zu Nutze machen sind die Superposition und die quantenverschränkung Superposition meint dass sich Teilchen in mehreren Zuständen gleichzeitig befinden können unter quantenverschränkung versteht man dass zwei oder mehr Teiche miteinander verbunden sein können sass der Zustand des einen Teilchens sofort den Zustand des anderen beeinflusst unabhängig von der Entfernung in meinem Kurs zu postquantenkryptographie untersuchen wir diese Phänomene genauer und lernen wie diese Effekte im quantumcuting und der Quantenkommunikation zum Einsatz kommen in dem Gedankenexperiment von Erwin Schrödinger wird eine Katze in eine geschlossene Box gesetzt zusammen mit einem Mechanismus der abhängig vom Zerfall eines radioaktiven Atoms ein Gift freisetzt die Box ist nach außenhin isoliert nach den Regeln der Quantenmechanik befindet sich das radioaktive Atom gleichzeitig in einem Zustand des Zerfalls und nicht zfalls bis es durch eine Messung festgestellt wird entsprechend ist die Katze dieser Interpretation folgend nach außen hin gleichzeitig tot und lebendig bis die Box geöffnet und der Zustand der Katze beobachtet wird die Katze befindet sich demnach in einer sogenannten Superposition in der sie zu einer bestimmten Wahrscheinlichkeit libt Bendig und zu einer bestimmten Wahrscheinlichkeit tot ist ein quantenbit kurz Cubit unterscheidet sich von einem klassischen bit das entweder den Zustand 0 oder 1 annehmen kann ein Cubit kann dank der Superposition beide Zustände gleichzeitig einnehmen das bedeutet ein Cubit kann 0 1 oder eine Überlagerung von beiden Zuständen gleichzeitig darstellen erst wenn wir das Cubit messen also die Box öffnen und damit die Superposition zerstören erhalten wir als Ergebnis ein der basiszustände 0 oder 1 die Wahrscheinlichkeit wird durch das quadrieren der wahrscheinlichkeitsamplituden berechnet das ist das Alpha und das Beta hier wenn sich ein Cubit z.B in diesem Zustand hier befindet dann beträgt die Wahrscheinlichkeit dass wir beim Messen das Qubit im basiszustand 0 erhalten 25% wenn das Gegenereignis also die Messung des basiszustands ein zu 75% Auftritt wichtig ist dass die Summe der Quadrate der Amplituden eins ergibt klar das ist ja gerade die Wahrscheinlichkeit dafür dass irgendein basiszustand bei der Messung rauskommt fassen wir noch einmal zusammen ein Cubit kann auf ähnliche Weise in einem Zustand der Superposition existieren wie es Schrödingers Katze als Zombie zwischen den Zuständen lebendig und tot tut es befindet sich gleichzeitig in den Zuständen Null und ein bis eine Messung durchgeführt wird diese Eigenschaft macht cubits extrem leistungsfähig für bestimmte Berechnungen da sie mehrere Zustände parallel verarbeiten können