Quantencomputing Grundlagen, Algorithmen, Anwendung
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Rheinwerk Computing, ISBN 978-3-8362-9848-3
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Rheinwerk Computing, ISBN 978-3-8362-9849-0
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Rheinwerk Computing, ISBN 978-3-8362-9851-3
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Rheinwerk Computing, ISBN 978-3-8362-9852-0
Was ist ein Qubit? Können sie wirklich zwei Zustände gleichzeitig annehmen? Und was bedeutet Quantenüberlegenheit? Quantencomputing schafft eine neue Dimension in der Verarbeitung von Informationen und liefert Ansätze für Probleme, die bisher nicht effizient gelöst werden können.
In diesem Leitfaden gibt Ihnen Dr. Kaveh Bashiri einen ausführlichen Einblick in die Grundlagen und Anwendungsszenarien des Quantencomputings. Sie lernen zunächst das theoretische Fundament kennen, bevor Sie auf diesem Verständnis bahnbrechende Quantenalgorithmen nachvollziehen. Dabei erwartet Sie ein praxisorientierter Zugang mit vielen Beispielen, die Sie selbst in Qiskit programmieren können.
- Von den Grundlagen bis zum Code: Quantentheorie verstehen
- Superposition, Verschränkung, Qubits und das Quantenschaltkreismodell
- Quantenalgorithmen mit Qiskit implementieren
-
Zusatzmaterial
Mit den Jupyter-Notebooks können Sie die Beispiele des Buchs nachvollziehen.
-
Übungen
Vorschläge für die Lösungen der Übungsaufgaben. (Aktuell bis Kapitel 5. Die weiteren Lösungen folgen.)
Mehr als Einsen und Nullen
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Grundlagen verstehen
Qubits, Gatter, Superposition: Die mathematischen Grundlagen des Quantencomputings werden verständlich erklärt und eingeordnet. Auf diesem Fundament starten Sie eigene Programmierexperimente.
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Mit Qiskit arbeiten
Wenn Sie mit Quantencomputern arbeiten wollen, brauchen Sie nicht unbedingt die Ausstattung eines Forschungslabors. Mit Qiskit emulieren Sie die Funktion echter Quantenrechner und probieren Quantenalgorithmen ganz einfach aus.
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Von der Theorie zur Anwendung
Viele Aspekte des Quantencomputings sind noch Zukunftsmusik, und trotzdem ist der Einfluss groß. In einem Ausblick erfahren Sie, welche Auswirkungen die Quantentheorie auf die Informatik hat und wie Sie die Entwicklung von Kryptografie-Algorithmen beeinflusst.
Aus dem Inhalt
- Hintergründe und Theorie
- Warum brauchen wir überhaupt Quantencomputer?
- Mathematische Grundlagen: Lineare Algebra, Dirac-Notation, Wahrscheinlichkeitstheorie
- Von der klassischen Informatik zu den Quanten
- Elemente der Quantenmechanik
- Quantenschaltkreismodelle und Qubits
- Quantenverschränkungen
- Algorithmen und Anwendung: Deutsch-Jozsa, Simon, Shor, Grover und mehr
- Post-Quanten-Kryptografie
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