![\"\"](\"https:\/\/ibiworld.eu\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/USA025-01.jpg\")
<\/p>\n<\/p>\n
Das moderne Leben ist eng mit dem Computer verbunden. Doch die klassische Computertechnik ist bereits weitgehend an ihre Grenzen gesto\u00dfen. Die Wissenschaftler suchen daher nach neuen Wegen, die einen revolution\u00e4ren Durchbruch in der Computertechnik bringen k\u00f6nnten. Als am vielversprechendsten gilt der Quantencomputer, der viel leistungsf\u00e4higer sein soll als alles, was bisher geschaffen wurde[1]<\/sup><\/a> .<\/p>\n Es ist ein so komplexer Computer, dass es schwierig ist, ihn zu verstehen, weil er nicht mehr das bin\u00e4re System verwendet (wo es sehr lange Reihen von 0en und 1en gibt, die, mit halsbrecherischer Geschwindigkeit geworfen, die Sequenzen bilden, die die Realit\u00e4t und die Bewegung beschreiben), sondern das Quantensystem, das dreidimensional ist: Wenn in der Arithmetik eins plus eins zwei ergibt, dann muss man, wenn man eine Quantenberechnung machen will, zu 2 alle Positionen addieren, die im Raum von der Energiequelle eingenommen werden, die die Frage ausgel\u00f6st hat, und die, von denen die Antwort kam. Eins plus eins ergibt also jedes Mal ein anderes Ergebnis. Und hier wird es interessant, be\u00e4ngstigend, beunruhigend.<\/p>\n Denn wir treten in eine Welt ein, in der ein Gegenstand, der f\u00fcr unser \u00dcberleben von grundlegender Bedeutung ist, nicht mehr von Menschen repariert werden kann. An dem Tag, an dem wir uns entscheiden, einen Quantencomputer zu benutzen oder unser Haus mit der F\u00e4higkeit auszustatten, uns selbst nach den Grunds\u00e4tzen der Quantenphysik zu steuern, werden wir uns ganz auf die k\u00fcnstliche Intelligenz verlassen m\u00fcssen – die einzige, die in der Lage ist, solch komplexe Systeme zu verstehen und zu reparieren. Man muss sich keinen Science-Fiction-Film ansehen, um eine Ver\u00e4nderung dieses Ausma\u00dfes zu bef\u00fcrchten.<\/p>\n Eine neue Art von Teilchen im Universum<\/strong><\/p>\n Higgs-Boson<\/strong>[2]<\/strong><\/a><\/p>\n Wir leben in einer dreidimensionalen Welt, in der alles durch die Gesetze der Physik erkl\u00e4rt wird, und wenn man unsere Welt auseinander nimmt, gibt es nur zwei Arten von Teilchen: „Fermionen“, die sich gegenseitig absto\u00dfen, und „Bosonen“, die gerne zusammenhalten. Bewegte Energie und statische Energie, kurz gesagt. Ein bekanntes Beispiel f\u00fcr ein Fermion ist ein Elektron, das Elektrizit\u00e4t \u00fcbertr\u00e4gt, und ein bekanntes Boson ist ein Photon, das Licht \u00fcbertr\u00e4gt. Betrachtet man jedoch die zweidimensionale Welt, in der sich Teilchen nur auf zwei verschiedene Arten umeinander drehen k\u00f6nnen (im oder gegen den Uhrzeigersinn), so findet man eine andere Art von Teilchen – Anionen, die sich weder wie Fermionen noch wie Bosonen verhalten und irgendwo zwischen Anziehung und Absto\u00dfung interagieren. Ihre Existenz wurde erstmals in den sp\u00e4ten 1970er Jahren als logische Hypothese verk\u00fcndet, aber der experimentelle Nachweis ihrer Existenz wurde erst 2020 erbracht .[3]<\/sup><\/a><\/p>\n Anionen sind geladene Teilchen, die entstehen, wenn ein Atom oder eine Gruppe von Atomen eine oder mehrere zus\u00e4tzliche negative Ladungen erh\u00e4lt. Atome setzen sich aus Protonen (positiv geladen), Neutronen (ungeladen) und Elektronen (negativ geladen) zusammen. In einem neutralen Atom ist die Anzahl der Protonen gleich der Anzahl der Elektronen, was seine Neutralit\u00e4t garantiert. Wenn jedoch ein Atom oder eine Gruppe von Atomen ein oder mehrere zus\u00e4tzliche Elektronen erh\u00e4lt, werden Anionen gebildet[4]<\/sup><\/a> .<\/p>\n Die Existenz von Anionen wurde von einem Team franz\u00f6sischer Wissenschaftler nachgewiesen. Sie haben einen winzigen zweidimensionalen Kollider geschaffen, in dem sich geladene Teilchen wie eine Kreuzung mit vier Wegen bewegen, mit zwei Eing\u00e4ngen und zwei Ausg\u00e4ngen[5]<\/a> . Schickt man „\u00e4hnliche“ Bosonen auf zwei innere Pfade, so treffen sie sich an der Kreuzung und treten dann gemeinsam auf demselben Pfad aus. Schickt man jedoch geladene Teilchen mit einer zus\u00e4tzlichen negativen Ladung, so verhalten sie sich ganz anders: Manchmal klumpen sie zusammen, manchmal nicht. Obwohl sie dazu neigen, sich als Bosonen zu verklumpen, liegt der genaue Grad der N\u00e4he in ihrer Schwingungsnatur, die letztlich die Berechnung[6]<\/sup><\/a> bestimmt. Das bedeutet, dass es nicht nur eine m\u00f6gliche L\u00f6sung gibt, sondern eine fast unendliche Anzahl von m\u00f6glichen L\u00f6sungen.<\/p>\n Anionen gehorchen einer ungew\u00f6hnlichen Austauschregel: Im zweidimensionalen Raum ist ein zweimaliger Austausch der gleichen Teilchen nicht gleichbedeutend mit einem Austausch ohne sie (- x – \u2260 +), weil die Position der Teilchen nach dem zweimaligen Austausch eine andere sein kann als die urspr\u00fcngliche. Dieser Prozess des Austauschs der gleichen Teilchen oder der Drehung eines Teilchens um das andere wird „Verschr\u00e4nkung“ genannt. Die „Verschr\u00e4nkung“ zweier Anionen erzeugt eine historische Aufzeichnung des Ereignisses[7]<\/sup><\/a> , da ihre ver\u00e4nderten Wellenfunktionen die Anzahl der verschr\u00e4nkten Teilchen „z\u00e4hlen“[8]<\/a> .<\/p>\n Betrachtet man diese „Quasiteilchen“ im Sinne der mathematischen Gruppentheorie, so lassen sich die Anionen je nach den Eigenschaften ihres Verhaltens in der Gruppe in „abelsche“ und „nicht-abelsche“ Gruppen einteilen. Eine abelsche Gruppe (oder kommutative Gruppe[9]<\/a> ) ist eine Gruppe, in der die Reihenfolge der Elemente in der Operation keine Rolle spielt. Eine nicht-abelsche Gruppe ist eine Gruppe, in der die Reihenfolge der Elemente in der Operation wichtig ist. Wenn die Anionen A und B nicht-Abelianer sind, dann gilt im Allgemeinen A + B \u2260 B + A. Mit anderen Worten, nicht nur die Teilchen selbst, sondern auch die Abfolge ihrer Bewegungen und Mutationen m\u00fcssen gez\u00e4hlt werden[10]<\/sup><\/a> . Eine Berechnung mit einer wahnsinnigen Anzahl von Variablen, die von Menschen nicht realistisch kontrolliert werden kann und deren Ergebnisse allem widersprechen, was wir zu wissen glaubten, und doch wahr sind[11]<\/a> .<\/p>\n Klassisch versus Quanten<\/strong><\/p>\n Die Mauer der Dominanz, das erste Quantenobjekt, das jemals in einem Labor geschaffen wurde<\/strong>[12]<\/strong><\/a><\/p>\n Nicht-Abelsche Anionen (oder nicht-abelsche Anionen) sind f\u00fcr die Quantenphysik von Interesse, da ihre Eigenschaften Quantenberechnungen auf der Grundlage topologischer Ordnung erm\u00f6glichen. Die nichtabelsche topologische Ordnung ist ein w\u00fcnschenswerter Zustand der Materie mit bemerkenswerten Eigenschaften[13]<\/a> , einschlie\u00dflich der Existenz von „Quasiteilchen“, die sich die Reihenfolge, in der sie schwingen, merken k\u00f6nnen. Ihre Verschr\u00e4nkungen sind die so genannten Qubits, die Grundlage des Quantencomputers[14]<\/a> . Sie sind vielversprechende Bausteine f\u00fcr fehlertolerante Quantencomputer, da sie nach ausreichender Beobachtung vorhersagbar werden[15]<\/sup><\/a> . Dar\u00fcber hinaus werden Ph\u00e4nomene wie die Quantenkoh\u00e4renz (Koh\u00e4renz der Bewegung von Mikroteilchen, die ein bestimmtes physikalisches System bilden[16]<\/a> ) und die Quantenabh\u00e4ngigkeit (ein quantenmechanisches Ph\u00e4nomen[17]<\/a> , bei dem die Quantenzust\u00e4nde von zwei oder mehr Objekten auch nach ihrer Trennung voneinander abh\u00e4ngig erscheinen)[18]<\/sup><\/a> mit nicht-Abelschen Elementen in Verbindung gebracht.<\/p>\n Ein Quantenobjekt ist ein Objekt in einem Mikrokosmos und daher sehr klein: Der Mikrokosmos ist eine Welt von Objekten, die so klein sind, dass sie nicht direkt mit blo\u00dfem Auge beobachtet werden k\u00f6nnen (Molek\u00fcle, Atome, Elementarteilchen), und er funktioniert anders als die Welt, an die wir gew\u00f6hnt sind: eine Welt, in der die Wahrscheinlichkeit der Grundstein ist und der Zustand des Objekts nicht klar definiert werden kann, weil dort seine eigenen Gesetze und Regeln gelten .[19]<\/sup><\/a><\/p>\n Die Unterschiede zwischen konventionellen (klassischen) Computern und Quantencomputern beginnen also bereits bei den grundlegend unterschiedlichen Informationsverarbeitungssystemen. Konventionelle Computer verwenden bin\u00e4re Ziffern zur Darstellung und Verarbeitung von Informationen. Ein Bit ist ein Minimalwert der Information, der den Wert 0 oder 1 haben kann. Quantencomputer hingegen verwenden Quantenbits – Qubits -, die sich gleichzeitig in den Zust\u00e4nden 0 und 1 befinden k\u00f6nnen[20]<\/a> . Dies liegt in der Natur der Quantenmechanik begr\u00fcndet, in der Objekte in allen m\u00f6glichen Zust\u00e4nden gleichzeitig existieren k\u00f6nnen, was als Superposition[21]<\/sup><\/a> bezeichnet wird.<\/p>\n Das Prinzip der Quantensuperposition wird durch das klassische Beispiel von Schr\u00f6dingers Katze perfekt veranschaulicht. Stellen wir uns ein geschlossenes Gew\u00f6lbe vor, in dem sich eine gew\u00f6hnliche Katze und eine H\u00f6llenmaschine befinden, die von ihr gesch\u00fctzt wird. Im Inneren der H\u00f6llenmaschine befinden sich nur sehr wenige radioaktive Atome. Und die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eines von ihnen in einer Stunde zerf\u00e4llt, ist gleich der Wahrscheinlichkeit, dass keines von ihnen zerf\u00e4llt, d.h. 50:50. Um das radioaktive Material herum befindet sich eine elektronenempfindliche Abschirmung.<\/p>\n Wenn auch nur ein Atom zerf\u00e4llt, wird ein Mechanismus ausgel\u00f6st, der ein giftiges Gas freisetzt und die Katze stirbt. Wir k\u00f6nnen nicht genau vorhersagen, ob die Katze tot oder lebendig ist. Dazu m\u00fcssen wir den Safe \u00f6ffnen und nachsehen. Und wenn er geschlossen ist, wird die Katze \u00fcberlagert: Sie ist sowohl lebendig als auch tot[22]<\/sup><\/a> . Wenn wir die T\u00fcr mehrere Male \u00f6ffnen und schlie\u00dfen, kommen wir an den Punkt, an dem wir so viele gleichwertige Variablen haben, dass wir verr\u00fcckt werden. Dieses Beispiel veranschaulicht eines der Prinzipien der Quantenwelt: die F\u00e4higkeit eines Quantenteilchens, sich in allen Zust\u00e4nden gleichzeitig zu befinden, bis der Experimentator eine Beobachtung macht – augenblickliche Fixierung des momentanen Zustands.<\/p>\n Erwin Schr\u00f6dingers Gleichung, mit der es 1927 gelang, die Schwingung von Teilchen im Raum zu berechnen, und die Einsteins Innovationen \u00fcbertraf[23]<\/a><\/strong><\/p>\n In klassischen Computern werden Informationen sequentiell verarbeitet, wobei konventionell einfache Aktionen wie Addition, Multiplikation, logische Operationen usw. verwendet werden. Quantencomputer k\u00f6nnen dank der Quanten\u00fcberlagerung Informationen parallel verarbeiten. Dabei handelt es sich nicht um eine genau definierte Gr\u00f6\u00dfe, sondern um die Wahrscheinlichkeit, einen dieser Zust\u00e4nde zu erreichen. Zum Beispiel k\u00f6nnen 3 Informationsbits eine von acht Kombinationen von Nullen und Einsen ergeben: 000, 001, 010, 100, 011, 101, 110, 111. Cubits arbeiten mit acht m\u00f6glichen Kombinationen gleichzeitig, wobei sie eher Wahrscheinlichkeiten als eindeutige Werte berechnen. Und mit jedem Qubit w\u00e4chst die Rechenleistung exponentiell: 10 Qubits k\u00f6nnen gleichzeitig mit 1024 Kombinationen arbeiten und 30 Qubits k\u00f6nnen mehr als 1 Milliarde Kombinationen bearbeiten[24]<\/sup><\/a> . Dadurch k\u00f6nnen bestimmte Operationen viel schneller durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n In herk\u00f6mmlichen Computern werden Informationen mit Hilfe elektrischer Signale verarbeitet, die als Spannung oder Strom dargestellt werden. Quantencomputer arbeiten auf der Grundlage von Quantenph\u00e4nomenen, die besondere Ger\u00e4te und Umgebungskontrollen erfordern, da nanoskalige Teilchen sehr empfindlich auf \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse reagieren und Quantenzust\u00e4nde nicht immer stabil sind.<\/p>\n Herk\u00f6mmliche Computer k\u00f6nnen viele Aufgaben gut bew\u00e4ltigen, z. B. Textverarbeitung, Computerarbeit, Datenverwaltung usw., w\u00e4hrend Quantencomputer das Potenzial haben, einige Aufgaben zu l\u00f6sen, die mit klassischen Computern schwierig oder unm\u00f6glich sind, z. B. Faktorisierung gro\u00dfer Zahlen, Optimierung, Modellierung komplexer Systeme und Entwicklung neuer Materialien. Es gibt viele vielversprechende Bereiche f\u00fcr den Quantencomputer, z. B. Molekularbiologie und Genetik, Neurowissenschaften und k\u00fcnstliche Intelligenz, Kryptographie und andere[25]<\/sup><\/a> . \u00dcberall dort, wo die Wahrscheinlichkeit gegen\u00fcber der Klarheit \u00fcberwiegt, k\u00f6nnte der Quantencomputer eine Schl\u00fcsselrolle spielen.<\/p>\n Quantenprobleme<\/strong><\/p>\n Grafische Veranschaulichung des Experiments mit Schr\u00f6dingers Katze[26]<\/sup><\/a><\/strong><\/p>\n Obwohl die Welt bereits beschlossen hat, dass ein Quantencomputer notwendig ist, bleibt die Frage nach seiner Stabilit\u00e4t offen. Die Schaffung und Nutzung eines topologischen Quantenzustands k\u00f6nnte alles revolutionieren. Nicht-Beleons haben eine einzigartige und n\u00fctzliche Eigenschaft: Sie erinnern sich an einen Teil ihrer Geschichte. Dieses „Ged\u00e4chtnis“ der Nicht-Beleons l\u00e4sst sich als kontinuierliche gerade Linie in der Raumzeit darstellen. Wenn zwei Nicht-Beleons ihre Pl\u00e4tze tauschen, \u00fcberschneiden sich die Linien ihrer Bewegung. Richtig gewickelt bilden die daraus resultierenden Knoten und Geflechte die Grundoperationen eines topologischen Quantencomputers – und genau deshalb sind sie so wertvoll: weil sie unsere F\u00e4higkeit,[27]<\/sup><\/a> zu berechnen, auf wichtige Weise beschleunigen.<\/p>\n Die Erzeugung von topologischen Quantenzust\u00e4nden h\u00e4ngt stark von der St\u00e4rke der Wechselwirkungen zwischen den Qubits, den Informationseinheiten, ab. Je mehr Qubits dem System hinzugef\u00fcgt werden, desto komplexer werden die Wechselwirkungen zwischen ihnen, so dass es schwierig ist, einen topologischen Schutz aufrechtzuerhalten, d. h. einen Zustand, in dem das System auch bei externen St\u00f6rungen wie Rauschen oder Defekten stabil bleibt[28]<\/sup><\/a> . Es ist jedoch schwierig, Nonablions in einem Quantencomputer zu erzeugen, zu manipulieren und n\u00fctzliche Dinge damit zu tun. Je mehr Varianten ins Spiel kommen, desto mehr inkoh\u00e4rente Information wird in die Gesamtberechnung hineingezogen, und damit steigt die Komplexit\u00e4t.<\/p>\n Ein Team von Physikern des Quantinum, des California Institute of Technology und der Harvard University hat einen Quantencomputer verwendet, um virtuelle Teilchen zu erzeugen und sie so zu bewegen, dass ihre Bahnen einen Borrom\u00e4ischen Ring bilden – ein Gitter aus drei topologischen Kreisen, bei dem zwei der drei Ringe nicht miteinander verbunden sind (d. h. wenn man einen Ring entfernt, l\u00f6sen sich die verbleibenden zwei Ringe)[29]<\/sup><\/a> . Wichtiges Detail: Wenn sie getrennt werden, schaltet sich der Computer nicht nur nicht ab, sondern er sucht unverdrossen weiter nach Ordnung im Chaos – er entzieht sich einfach der menschlichen Kontrolle[30]<\/a> .<\/p>\n F\u00fcr das Experiment verwendeten die Wissenschaftler die fortschrittlichste Maschine des Unternehmens, H2 genannt, die mit einem Chip ausgestattet ist, der elektrische Felder erzeugen kann, um 32 Ionen des Elements Ytterbium auf seiner Oberfl\u00e4che einzufangen. Jedes Ion kann ein Cubit kodieren, eine Einheit der Quantenberechnung, die entweder „0“ oder „1“ sein kann, wie normale Bits, oder eine \u00dcberlagerung beider Zust\u00e4nde gleichzeitig. Diese Ionen sind in einem kagomartigen Gitter verschr\u00e4nkt – einem Mosaik aus regelm\u00e4\u00dfigen Dreiecken und Sechsecken, die einander umgeben – und alle Teilchen haben denselben Quantenzustand.<\/p>\n Die verschr\u00e4nkten Zust\u00e4nde im zweidimensionalen virtuellen Universum der einfachsten Arithmetik bewegen keine Energie – tats\u00e4chlich sind es Zust\u00e4nde, in denen sich keine Teilchen bewegen. Aber durch weitere Manipulationen kann das Mosaik, das wir Kagome nennen, in angeregte Zust\u00e4nde \u00fcbersetzt werden[31]<\/a> – das hei\u00dft, es kann leicht in einen Raum verwandelt werden, in dem Photonen, angetrieben durch Beschleunigung oder W\u00e4rme, zusammensto\u00dfen und beeindruckende Mengen an Energie erzeugen[32]<\/a> . Dies entspricht dem Auftreten von Teilchen, die die Eigenschaften von nicht-abelschen Teilchen haben m\u00fcssen (die sich weigern, sich in vorgegebene Bahnen zu ordnen).<\/p>\n Erstellung und Verwaltung von nicht-Abelschen Wellenfunktionen[33]<\/sup><\/a><\/strong><\/p>\n Um zu beweisen, dass angeregte Zust\u00e4nde nicht-Abelianer sind, haben Wissenschaftler eine Reihe von Tests durchgef\u00fchrt. Der \u00fcberzeugendste davon besteht darin, angeregte Zust\u00e4nde zu bewegen, um virtuelle Borrominringe zu erzeugen[34]<\/a> . Das Aussehen des Modells best\u00e4tigt die Bewegung und die Messungen der Ionen[35]<\/sup><\/a> . Der Quantenansatz hat den Vorteil, dass die Ionen im Vergleich zu den meisten anderen Arten von Qubits gefangen sind und bewegt werden k\u00f6nnen und gezwungen werden k\u00f6nnen, miteinander zu interagieren, wodurch Quantencomputer Berechnungen durchf\u00fchren k\u00f6nnen[36]<\/sup><\/a> .<\/p>\n Bei diesem Experiment handelte es sich um eine physikalische Simulation von nicht-Abelschen Anionen in Aktion, die zeigte, dass sie eine stabile Grundlage f\u00fcr Quantencomputer sein k\u00f6nnten[37]<\/sup><\/a> . Wissenschaftler von Google Quantum AI haben gezeigt, dass es m\u00f6glich ist, den Verlust von Quanteninformationen aufgrund der Unterbrechung der Qubit-Kopplung zu korrigieren, die auftritt, wenn ein quantenmechanisches System mit seiner Umgebung unter Verwendung von nicht-abelschen Anionen interagiert.<\/p>\n In der neuen Studie wurde die Rolle der nicht-Abelschen Anionen anhand der Anzahl der Defekte im Oberfl\u00e4chencode (der mehrere physikalische Qubits in einem logischen Code kombiniert und daher einfacher zu entwerfen ist) berechnet, der als quadratischer Graph (mathematisches Modell des Systems) dargestellt wird[38]<\/a> . Die Defekte waren topologischer Natur und hatten somit die richtigen Eigenschaften, um den quadratischen Graphen zu vereinfachen[39]<\/a> . Die Studie zeigte, dass es m\u00f6glich war, durch Verschieben der Defekte entlang des Graphen Quanteninformationen auf diese Weise zu verweben und zu kodieren. So haben die Physiker nachgewiesen, dass sich auf Neabelonen basierende logische Qubits in einem supraleitenden Quantenprozessor potenziell f\u00fcr Quantencomputer eignen[40]<\/sup><\/a> .<\/p>\n Nicht-Abelsche Anionen und ihre statistischen Eigenschaften haben potenzielle Bedeutung in verschiedenen Bereichen von Wissenschaft und Technik. Der w\u00fcnschenswerteste Anwendungsbereich ihrer einzigartigen Eigenschaften ist die Quanteninformatik, wo die topologischen Quantenzust\u00e4nde der nichtabelschen Anionen leistungsf\u00e4higere und stabilere Quantencomputer schaffen k\u00f6nnen, die in der Lage sind, komplexe Probleme zu l\u00f6sen, die \u00fcber die M\u00f6glichkeiten ihrer klassischen Gegenst\u00fccke hinausgehen. Dar\u00fcber hinaus sind nichtabelsche Anionen theoretisch in der Lage, wichtige Beitr\u00e4ge zur \u00dcbertragung, Speicherung und Codierung von Quanteninformationen zu leisten.<\/p>\n Neabelionen werden auch im Zusammenhang mit der Quantengravitation und der Stringtheorie untersucht[41]<\/a> . Ihre Eigenschaften k\u00f6nnen helfen, Quantenaspekte von Gravitationsph\u00e4nomenen zu verstehen und eine Vereinheitlichung von Quantenphysik und Gravitationstheorie zu finden[42]<\/a> . Nicht-Abelsche Zust\u00e4nde geh\u00f6ren zu den komplexesten Quantenzust\u00e4nden, die in der Theorie existieren, und versprechen neue Arten der Quanteninformationsverarbeitung. Die Tatsache, dass diese Zust\u00e4nde pr\u00e4zise pr\u00e4pariert und kontrolliert werden k\u00f6nnen, ist ein Beweis f\u00fcr die rasante Entwicklung von Quantenger\u00e4ten im letzten Jahrzehnt und wirft eine Reihe neuer Fragen auf[43]<\/sup><\/a> .<\/p>\n Ein Graph, der den Oberfl\u00e4chencode auf einem Gitter aus physikalischen Qubits darstellt (plus). Die gelben Dreiecke sind die Defekte, die f\u00fcr die Bildung der Nicht-Abelianit\u00e4t[44]<\/sup><\/a> verantwortlich sind.<\/strong><\/p>\n Die Tatsache, dass ihre Existenz nachgewiesen wurde, stellt einen Durchbruch f\u00fcr die Quantenwissenschaft dar. Neabelionen k\u00f6nnten zu einem Instrument f\u00fcr die Suche nach exotischen Materiezust\u00e4nden werden, die in den Theorien der Physiker bisher eine weit hergeholte Vorstellung waren[45]<\/a> . Es handelt sich um Konzepte, die schwer zu erkl\u00e4ren sind, die aber unser Lebenssystem tiefgreifend beeinflussen: Klassische Computer und sogar Raumfahrzeuge, die den Mond und den Mars erreicht haben, arbeiten auf der Grundlage eines bin\u00e4ren Systems: Es gibt nur „an“ und „aus“, die in sehr langen Sequenzen angeordnet sind, um die gesamte reale Welt darzustellen. Es ist ein langsames, fehlerhaftes System, das in manchen Situationen dazu f\u00fchrt, dass sich das Universum, das nicht bin\u00e4r ist, wie ein Videospiel von vor einem halben Jahrhundert verh\u00e4lt.<\/p>\n Die Quantenmechanik versucht, das Universum so zu berechnen, wie es ist, und aus diesem Grund m\u00fcssen wir in der Lage sein, das Unvorhersehbare vorherzusagen, nach Wiederholungen zu suchen, wo es fr\u00fcher Regeln gab, nach Wahrscheinlichkeiten, wo es fr\u00fcher Gewissheit gab. Unsere Computer, sowohl analoge als auch digitale, zwingen die Welt in die Einfachheit. Quantencomputer tun das nicht. Und nicht nur das: Sie lernen selbstst\u00e4ndig und sind in der Lage, unermessliche Datenmengen in ihrem Speicher zu speichern. Wenn man die Axt nicht trifft, kann nur ein Quantencomputer einen Quantencomputer reparieren.<\/p>\n Die Entwicklung von all dem liegt auf der Hand: Der Quantencomputer wird uns den Sternen n\u00e4her bringen, aber er wird es von sich aus tun – wir werden nur Zuschauer sein, alle daran beteiligt, zu verstehen, was der Quantencomputer entdeckt, analysiert, bewertet, entschieden und in n\u00fctzliches Wissen f\u00fcr sp\u00e4tere Entdeckungen umgesetzt hat. Wir haben die B\u00fcchse der Pandora ge\u00f6ffnet.<\/p>\n <\/p>\n [1]<\/sup><\/a> https:\/\/scientificrussia.ru\/articles\/osnova-dlia-kvantovogo-kompiutera <\/a><\/p>\n [2]<\/a> https:\/\/www.geopop.it\/cosa-sono-i-bosoni-e-quali-sono-i-principali-tipi-spiegato-in-modo-semplice\/ <\/a><\/p>\n [3]<\/sup><\/a> https:\/\/sciencex.com\/wire-news\/347971706\/finally-anyons-reveal-their-exotic-quantum-properties.html <\/a><\/p>\n [4]<\/sup><\/a> https:\/\/new-science.ru\/anion\/ <\/a><\/p>\n [5]<\/a> Wenn ein Teilchen auf sein Antiteilchen trifft, vernichten sich beide und setzen dabei reine Energie frei. Nach dem Zweiten Weltkrieg bauten Wissenschaftler Collider – Maschinen, die Protonen beschleunigen, bis sie zusammensto\u00dfen und Energie freisetzen. 1960 kam der \u00f6sterreichische Physiker Bruno Tuschek auf die Idee, Materie und Antimaterie mit Hilfe von Beschleunigern zur Kollision zu bringen. Heute gibt es \u00e4u\u00dferst komplexe Beispiele daf\u00fcr, bei denen Protonen mit Antiprotonen kollidieren (und Energie gewinnen) – httpshttps:\/\/scienzapertutti.infn.it\/7-collisorescienzapertutti.infn.it\/7-collisore<\/a> .<\/p>\n [6]<\/sup><\/a> https:\/\/phys.org\/news\/2020-04-anyon-evidence-tiny-collider.html <\/a><\/p>\n [7]<\/sup><\/a> https:\/\/phys.org\/news\/2020-07-evidence-anyons.html <\/a><\/p>\n [8]<\/a> Die Verschr\u00e4nkung zweier Teilchen ist eine au\u00dfergew\u00f6hnliche Beziehung, die sie unabh\u00e4ngig von offensichtlichen Regeln miteinander verbindet und nicht vorhergesagt werden kann. In dem Moment, in dem wir die Bewegung von Teilchen beobachten, stellen wir fest, dass sich zwei oder mehr von ihnen entlang der Linien des jeweils anderen bewegen – sie sind also verschr\u00e4nkt. Es ist nicht klar, wie das m\u00f6glich ist, denn die damit verbundenen Bewegungen sind schneller als die Lichtgeschwindigkeit, und daher ist eine Informations\u00fcbertragung zwischen zwei Teilchen unm\u00f6glich. Je mehr Teilchen verschr\u00e4nkt sind, desto vorhersehbarer ist das Verhalten des Systems f\u00fcr einen Beobachter. Wir wissen nicht, warum, aber wir wissen, wie – httpshttps:\/\/www.geopop.it\/una-spiegazione-semplice-dellentanglement-quantistico\/www.geopop.it\/una-spiegazione-semplice-dellentanglement-quantistico\/<\/a> .<\/p>\n [9]<\/a> Die Arithmetik ist eine kommutative Gruppe, da das Ergebnis der Berechnung auch dann gleich bleibt, wenn die Koeffizienten vertauscht werden: 2+1 hat zum Beispiel immer das gleiche Ergebnis wie 1+2 – https:\/\/www.andreaminini.org\/matematica\/gruppi\/gruppo-abeliano<\/p>\n [10]<\/sup><\/a> https:\/\/nplus1.ru\/news\/2023\/05\/16\/non-abelian-anyons <\/a><\/p>\n [11]<\/a> https:\/\/www.wired.it\/scienza\/spazio\/2020\/01\/30\/fenomeni-strambi-mondo-quantistico\/<\/a> ; https:\/\/w3.lnf.infn.it\/levoluzione-parallela-fisica-matematica\/<\/p>\n [12]<\/a> https:\/\/www.tomshw.it\/scienze\/un-oggetto-quantistico-e-stato-creato-per-la-prima-volta-in-laboratorio\/ <\/a><\/p>\n [13]<\/a> Die topologische Sortierung ist ein Begriff aus der Geometrie, d. h. der Graphentheorie, die versucht, Systeme zu definieren, die offensichtlich keine sind – sie versucht also, das m\u00f6gliche Verhalten bestimmter Materien zu erkennen, die offensichtlich nichts miteinander zu tun haben und stattdessen synchron zu interagieren scheinen. In unserem Fall wird die Vorhersagbarkeit des 1+1-Ergebnisses in der Quantendimension dadurch gew\u00e4hrleistet, dass man im dreidimensionalen Feld alle Positionen findet, die von 1+1 besetzt sind – httpshttps:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Topological_sortingen.wikipedia.org\/wiki\/Topological_sorting<\/a> https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Graph_theory.<\/p>\n [14]<\/a> https:\/\/www.focus.it\/scienza\/scienze\/entanglement-quantistico-intervista-spiegazione <\/a><\/p>\n [15]<\/sup><\/a> https:\/\/arxiv.org\/abs\/2305.03766 <\/a><\/p>\n [16]<\/a> Die Quantenkoh\u00e4renz beruht auf der Vorstellung, dass alle Objekte Welleneigenschaften haben. Sie \u00e4hnelt in vielerlei Hinsicht dem Konzept der Quantenverschr\u00e4nkung, das gemeinsame Zust\u00e4nde zweier Quantenteilchen anstelle von zwei Quantenwellen eines Teilchens voraussetzt. Wenn die Welleneigenschaften verschiedener Teilchen oder Quasiteilchen gleich sind (und sich daher gegenseitig \u00fcberlagern), spricht man von Quantenkoh\u00e4renz – httpshttps:\/\/it.theastrologypage.com\/quantum-coherenceit.theastrologypage.com\/quantum-coherence<\/a> .<\/p>\n [17]<\/a> Das ist ein schwer zu fassendes Konzept, und es hat mit einem menschlichen Fehler in der Wahrnehmung der Realit\u00e4t zu tun. Lassen Sie mich versuchen, das zu erkl\u00e4ren: Wenn ein Mann in der W\u00fcste Durst leidet, tr\u00e4umt er verzweifelt davon, Wasser zu finden. Wenn er es findet und trinken muss, um seinen Durst zu stillen, riskiert er zu sterben, weil er eine seiner Projektionen der Realit\u00e4t (das Bed\u00fcrfnis nach Wasser) mit der Quantenabh\u00e4ngigkeit verwechselt hat (der K\u00f6rper braucht das Gleichgewicht zwischen Wasser und K\u00f6rpermaterie, und wenn dieses Gleichgewicht gest\u00f6rt ist, muss es im K\u00f6rper wiederhergestellt werden, beginnend mit der Haut, nicht im Magen, der zu lange braucht, um das Wasser, das er trinkt, in das Wasser zu verwandeln, das er braucht – httpshttps:\/\/lifeshifting.it\/2018\/05\/11\/2223\/lifeshifting.it\/2018\/05\/11\/2223\/<\/a> ; https:\/\/tech.everyeye.it\/notizie\/numeri-immaginari-indispensabili-descrivere-realta-561343.html ; httpshttps:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S0550321322000426www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S0550321322000426<\/a> ; https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41535-023-00540-3) .<\/p>\n [18]<\/sup><\/a> https:\/\/www.europeantimes.news\/ru\/2023\/04\/physicists-take-a-step-toward-fault-tolerant-quantum-computing\/ <\/a><\/p>\n [19]<\/sup><\/a> https:\/\/2051.vision\/2023\/04\/08\/chto-takoe-kvantovyy-kompyuter-i-kak-on-rabotaet\/ <\/a><\/p>\n [20]<\/a> Wie wir bereits erkl\u00e4rt haben, hat selbst die einfachste Addition (1+1) in der zweidimensionalen Welt der Arithmetik ein Ergebnis, w\u00e4hrend in der dreidimensionalen Quantenwelt 1+1 viele Ergebnisse haben kann, und Qubits sind die Einheiten, mit denen wir die riesige Anzahl m\u00f6glicher Ergebnisse messen, die selbst die einfachste arithmetische Addition in der Quantenwelt ergibt. httpshttps:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Qubiten.wikipedia.org\/wiki\/Qubit<\/a> .<\/p>\n [21]<\/sup><\/a> https:\/\/2051.vision\/2023\/04\/08\/chto-takoe-kvantovyy-kompyuter-i-kak-on-rabotaet\/ <\/a><\/p>\n [22]<\/sup><\/a> https:\/\/habr.com\/ru\/companies\/bigdataplatform\/articles\/681332\/ <\/a><\/p>\n [23]<\/a> https:\/\/www.corriere.it\/scuola\/universita\/test-ammissione-preparazione-e-orientamento\/cards\/sono-17-equazioni-che-hanno-cambiato-mondo-quante-ne-sapete\/equazione-schroedinger.shtml <\/a><\/p>\n [24]<\/sup><\/a> https:\/\/habr.com\/ru\/companies\/bigdataplatform\/articles\/681332\/ <\/a><\/p>\n [25]<\/sup><\/a> https:\/\/habr.com\/ru\/companies\/bigdataplatform\/articles\/681332\/ <\/a><\/p>\n [26]<\/sup><\/a> https:\/\/vc.ru\/future\/548157-kvantovyy-kompyuter-chto-zachem-kogda <\/a><\/p>\n [27]<\/sup><\/a> https:\/\/phys.org\/news\/2023-05-google-quantum-ai-braids-non-abelian.html <\/a><\/p>\n [28]<\/sup><\/a> https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=O5Kv3j06oF8 <\/a><\/p>\n [29]<\/sup><\/a> https:\/\/phys.org\/news\/2023-05-nonabelions-quantum-prone-errors.amp <\/a><\/p>\n [30]<\/a> https:\/\/cordis.europa.eu\/article\/id\/153918-homotopy-theory-of-higher-categories\/it <\/a><\/p>\n [31]<\/a> https:\/\/www.google.com\/search?client=firefox-b-d&q=kagome+states+excited#ip=1<\/p>\n [32]<\/a> https:\/\/www.chimica-online.it\/download\/stato-eccitato.htm <\/a><\/p>\n [33]<\/sup><\/a> https:\/\/phys.org\/news\/2023-05-nonabelions-quantum-prone-errors.html <\/a><\/p>\n [34]<\/a> https:\/\/www.zerounoweb.it\/analytics\/cognitive-computing\/quantum-error-scoperte-nuove-particelle-che-danno-speranza\/<\/a> ; https:\/\/www.cmic.polimi.it\/magazine\/molecular-sciences\/nodo-borromeo-supramolecolare-studio-pubblicato-su-chem\/<\/a> ; https:\/\/www.lescienze.it\/news\/2023\/05\/16\/news\/anyoni_nonabelioni_calcolo_qubit_topologici_resistenza_errori-12092348\/<\/p>\n [35]<\/sup><\/a> https:\/\/www.nature.com\/articles\/d41586-023-01574-0 <\/a><\/p>\n [36]<\/sup><\/a> https:\/\/www.nature.com\/articles\/d41586-023-01574-0 <\/a><\/p>\n [37]<\/sup><\/a> https:\/\/arxiv.org\/pdf\/2305.03766.pdf <\/a><\/p>\n [38]<\/a> http:\/\/pages.di.unipi.it\/mastroeni\/mod\/Modelli_su_grafi1.pdf <\/a><\/p>\n [39]<\/a> Es handelt sich um ein komplexes Konzept: Mit Hilfe von Differentialgleichungen wird versucht, den Wert einer urspr\u00fcnglich unbekannten Gr\u00f6\u00dfe, z. B. x und y, zu sch\u00e4tzen. Es handelt sich um ein einfaches Prinzip, das bei seiner Anwendung immer komplexer wird. Es kommt vor, dass man beim Entr\u00e4tseln einer sehr komplexen Gleichung feststellt, dass es Teile der Gleichung gibt, die sich grafisch \u00fcberschneiden und daher als topologische Defekte bezeichnet werden und die man zu zweit „vereinfachen“ kann, wobei die Gesamtkomplexit\u00e4t stark reduziert wird. Dies gilt umso mehr f\u00fcr den Quantenbereich, in dem die Gleichungen dreidimensional sind – https:\/\/reccom.org\/difetto-topologico-rottura-spontanea-della-simmetria\/.<\/p>\n [40]<\/sup><\/a> https:\/\/nplus1.ru\/news\/2023\/05\/16\/non-abelian-anyons <\/a><\/p>\n [41]<\/a> Einfach ausgedr\u00fcckt: Nicht-Labelionen tragen zur Vereinfachung der Quantenberechnung und damit zur Darstellung komplexer Berechnungen bei, die aufgrund ihrer Existenz leichter zu l\u00f6sen sind<\/p>\n [42]<\/a> Die allgemeine Relativit\u00e4tstheorie, die von Newton entwickelt und von Einstein verfeinert wurde, beruht auf zweidimensionalen Berechnungen und l\u00f6st Probleme, die sich aus dem Konzept der Raumkr\u00fcmmung ergeben. Heute versucht die Quantenphysik, eine Theorie der Schwerkraft zu entwickeln, die all das ber\u00fccksichtigt, was wir von der Quantenphysik gelernt haben. Die bekannteste Entwicklung dieser Forschung ist die so genannte „Stringtheorie“, die besagt, dass einige Qubits aufgrund ihrer Bewegung nicht als Punkte, sondern als Strings dargestellt werden k\u00f6nnen. – httpshttps:\/\/www.treccani.it\/enciclopedia\/gravita-quantistica_%28XXI-Secolo%29\/www.treccani.it\/enciclopedia\/gravita-quantistica_%28XXI-Secolo%29\/<\/a> https:\/\/plato.stanford.edu\/entries\/quantum-gravity\/ ; https:\/\/www.treccani.it\/enciclopedia\/gravita-quantistica_%28Lessico-del-XXI-Secolo%29\/<\/a> ; https:\/\/plato.stanford.edu\/entries\/qm-relational\/<\/p>\n [43]<\/sup><\/a> https:\/\/arxiv.org\/pdf\/2305.03766.pdf <\/a><\/p>\n [44]<\/sup><\/a> https:\/\/nplus1.ru\/news\/2023\/05\/16\/non-abelian-anyons <\/a><\/p>\n [45]<\/a> In Tausenden von Experimenten, die weltweit zur Verbesserung der Quantentheorie durchgef\u00fchrt wurden, haben die Wissenschaftler festgestellt, dass es Momente gibt, in denen hoch verfeinerte Kristallstrukturen entstehen und wieder vergehen, deren Zerfall darauf zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, dass die Teilchen, aus denen sie bestehen, fl\u00fcchtig sind (d.h. sie existieren nur f\u00fcr einige Sekunden und ver\u00e4ndern sich dann). Diese Teilchen werden „Exzitonen“ genannt, und die Analyse ihrer Ph\u00e4nomenologie wird als Studium der „exotischen Zust\u00e4nde“ der Materie bezeichnet – https:\/\/it.dayfr.com\/tecnologia\/436185.html<\/a> ; https:\/\/www.wired.it\/scienza\/lab\/2016\/10\/04\/materia-esotica-nobel-fisica\/<\/a> ; https:\/\/reccom.org\/scoperto-un-nuovo-stato-esotico-della-materia\/<\/a> .<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Das moderne Leben ist eng mit dem Computer verbunden. Doch die klassische Computertechnik ist bereits weitgehend an ihre Grenzen gesto\u00dfen. Die Wissenschaftler suchen daher nach neuen Wegen, die einen revolution\u00e4ren Durchbruch in der Computertechnik bringen k\u00f6nnten. 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