Stochastische Analyse von Quantenalgorithmen

Seit der Entdeckung quantenmechanischer Zusammenhänge, die sich zwar beobachten, aber nur schwer in das rationale Bewusstsein einfügen lassen, konnten in den letzten Jahren Eigenschaften dieser kontraintuitiven Wissenschaft zur Anwendung gebracht werden. Jedoch erst mit dem fächerübergreifenden Zusammenspiel von Physik, Mathematik und Informatik entwickelte sich der Begriff des Quantum Computation. Spin-Eigenschaften von Teilchen machen es physikalisch möglich, eine quantentheoretische Imitation der binären Computertechnik aus der Informatik einzuführen. Das führt zu der Idee, gewisse Strukturen, die sich in der Konstruktion von Quantenalgorithmen ergeben, mathematisch aufzugreifen und zu untersuchen. Es wird ein auf einem stochastischen Algorithmus beruhendes Branch&Bound-Verfahren konstruiert, bei dem die Reduktion der Berechnungskomplexität auf ein niedrigeres Niveau Ansatzpunkte für die Umsetzung auf einem klassischen Rechner bringt. Das Abwägen zwischen möglichst geringem Informationsverlust und einer tragbaren Ordnung der Komplexität ist das entscheidende Kriterium bei der klassischen Simulation von Quantenalgorithmen.

Autorentext

Studium der Wirtschaftsmathematik an der Universität Augsburg, nach der Promotion bei der Siemens AG wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Plasmatechnik und Mathematik der UniBw München an der Professur für Mathematik und Operations Research.

Klappentext
Seit der Entdeckung quantenmechanischer Zusammenhänge, die sich zwar beobachten, aber nur schwer in das rationale Bewusstsein einfügen lassen, konnten in den letzten Jahren Eigenschaften dieser kontraintuitiven Wissenschaft zur Anwendung gebracht werden. Jedoch erst mit dem fächerübergreifenden Zusammenspiel von Physik, Mathematik und Informatik entwickelte sich der Begriff des Quantum Computation. Spin-Eigenschaften von Teilchen machen es physikalisch möglich, eine quantentheoretische Imitation der binären Computertechnik aus der Informatik einzuführen. Das führt zu der Idee, gewisse Strukturen, die sich in der Konstruktion von Quantenalgorithmen ergeben, mathematisch aufzugreifen und zu untersuchen. Es wird ein auf einem stochastischen Algorithmus beruhendes Branch&Bound-Verfahren konstruiert, bei dem die Reduktion der Berechnungskomplexität auf ein niedrigeres Niveau Ansatzpunkte für die Umsetzung auf einem klassischen Rechner bringt. Das Abwägen zwischen möglichst geringem Informationsverlust und einer tragbaren Ordnung der Komplexität ist das entscheidende Kriterium bei der klassischen Simulation von Quantenalgorithmen.