Quantencomputer!= AlltagsPC?

6 Antworten

Die Anwendungen für Quantencomputer sind einfach völlig andere.

Ebenso die Software, welche bei konventionellen Computern im Binärcode geschrieben ist.

Bei einem Quantencomputer wird aus dem Bit ein QBit, das alte 0 und 1 funktioniert dort nicht mehr, es gibt auch Zwischen- und Doppelzustände.

Solche Computer werden vorallem rechenintensive Aufgaben sehr schnell lösen können, aber zumindest aus heutiger Sicht nicht geeignet sein um ein leistungshungriges PC-Spiel zu fahren.

Ein Quantencomputer berechnet vor allem alle möglichen Lösungen eines Problems gleichzeitig. Damit ist er in erster Linie vergleichbar einem Computer mit sehr vielen einfachen Rechenkernen.

Außerdem ist er kein Prozessrechner, d. h. er verwendet überhaupt keine "Rechenschritte", sondern pendelt sich auf eine Überlagerung aller möglichen Lösungen des Problems ein.

Deshalb erfordert auch die Programmierung eines Quantencomputers völlig andere Verfahren als die Programmierung eines Prozessrechners.

Was die Anwendbarkeit betrifft, denke ich, hast du recht.

im prinzip ja.

nur:

sondern er braucht einfach halb(?) so wenig Rechenschritte

das stimmt nicht.

ein quantencomputer funktioniert prinzipiell anders als alle anderen rechenmaschinen (der unterschied ist, das alle konventionellen computer "deterministisch" sind, während ein quantencomputer das nicht ist)

es gibt bestimmte arten von problemen (darunter fällt z.B. die in der verschlüssungen (bzw. im knacken von dieser) relevante primfaktorenzerlegung), für die wir keinen algorithmen für deterministische rechenmaschinen kennen, welche diese effektiv (d.h. mit nicht expontiell ansteigendem rechenaufwand bei größerem input) lösen können (man weiß nicht mal, ob so ein algorithmus gar nicht existiert oder ob ihn bisher nur noch niemand gefunden hat).

 

allerdings kennt man z.B. für die primfaktorenzerlegung einen effektiven algorithmus für nicht-deterministische rechenmaschinen. das einzige problem dabei: wir haben zum heutigen zeitpunkt keine solchen nicht-deterministischen rechenmaschinen mit genügend power, aber ein quantencomputer wäre genau das. (ein (mini-)quantencomputer hat übrigends schonmal genauso die zahl 15 faktorisiert in 3 * 5. ist jetzt vl. noch nicht so beindruckend, zeigt aber dass das prinzip funktioniert.)

für videos oder computerspiele bringen dir nicht-deterministische maschinen gar nichts.

Gibt es l-Entartung bei Mehrelektronenatomen und wie wird die Magnetquantenzahl mit den Hundschen Regeln beschrieben?

Hey, folgendes ist ein Beispiel zum allgemein Verständnis Mehrelektronenatome und der l-Entwartung:

a.* Erläutere anhand des 2s Elektrons des Lithiums anschaulich die Aufhebung der l-Entartung für Mehrelektronenatome.*

b.* Welche Konsequenzen hat die Berücksichtigung von Spin und Bahndrehimpuls für die Besetzung der elektronischen Niveaus (Orbitale) und die l-Entartung?*

c.* Erläutere anhand l=3, also der f-Orbitale, die Bedeutung der Magnetquantenzahl m_l (+ Skizze) und beschreibe, wie die f-Orbitale gemäß der drei Hundschen Regeln aufgefüllt werden müssen (bezüglich L und S).*

Ich würde mich freuen, wenn wir 1. bis 3. besprechen könnten, um mein Verständnis zu verbessern.

a. Also Entartung ist in der QM etwas wo mehrere Zustände dieselben Energien haben. l-Entartung gibt es z.b. beim Wasserstoffatom, denn da ist es egal welchen Wert l hat, denn E_n hängt nur von n ab. Lithium ist ein Alkalimetall und die haben die Besonderheit, dass das letzte Elektron alleine in einem s-Orbital ist. Also wie wenn man das Elektron im Wasserstoffatom in höhere s-Schalen hebt. Bei Lithium ist das 3. und letzte Elektron im Zustand 2s.

Aber wie wird jetzt die l-Entartung aufgehoben?

b. Da verstehe ich nicht, worauf man da genau hinaus will. Kann mir jemand die Frage genauer erklären bitte?

c. Die drei Hundschen Regeln lauten ja:

  1. Volle Schalen und Unterschalen haben J=L+S=0 (Gesamtdrehimpuls)
  2. Gesamtspin S wird maximal (also möglichst zu anderen orbitalen parallele spins)
  3. Erlaubt das Pauli-Prinzip mehrere Konstellationen mit maximalen S, dann werden die Unterzustände mit der Magnetquantenzahl m_l so besetzt, dass der Bahndrehimpuls L maximal wird.

Also die Magnetquantenzahl m_l des Bahndrehimpulses l gibt ja dessen Orientierung an. Auch hier bin ich mir wieder nicht so sicher, was exakt das Ziel der Aufgabe ist.

Gruß Gamdschiee

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