Das Kapitel behandelt die Grundlagen der Quantenmechanik, die für das Verständnis von Quantenalgorithmen notwendig sind, insbesondere die relevanten quantenmechanischen Postulate. Um deren Bedeutung für Quantenalgorithmen zu verdeutlichen, werden sie angewendet, um grundlegende Konzepte wie Quantenbits, Quantenregister, Quantengatter und Quantenschaltkreise einzuführen. Einfache Beispiele für Quantenberechnungen sollen das Verständnis der Leser:innen weiter vertiefen. Darüber hinaus erläutere ich die geometrische Interpretation der Zustände von Quantenbits als Punkte auf der sogenannten Blochkugel und stelle eine alternative Beschreibung der Quantenmechanik mithilfe sogenannter Dichteoperatoren vor. Dieser Ansatz erlaubt es, die Eigenschaften von Komponenten zusammengesetzter Quantensysteme zu modellieren.

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Quantenmechanik

  • Johannes A. Buchmann

摘要

Das Kapitel behandelt die Grundlagen der Quantenmechanik, die für das Verständnis von Quantenalgorithmen notwendig sind, insbesondere die relevanten quantenmechanischen Postulate. Um deren Bedeutung für Quantenalgorithmen zu verdeutlichen, werden sie angewendet, um grundlegende Konzepte wie Quantenbits, Quantenregister, Quantengatter und Quantenschaltkreise einzuführen. Einfache Beispiele für Quantenberechnungen sollen das Verständnis der Leser:innen weiter vertiefen. Darüber hinaus erläutere ich die geometrische Interpretation der Zustände von Quantenbits als Punkte auf der sogenannten Blochkugel und stelle eine alternative Beschreibung der Quantenmechanik mithilfe sogenannter Dichteoperatoren vor. Dieser Ansatz erlaubt es, die Eigenschaften von Komponenten zusammengesetzter Quantensysteme zu modellieren.