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Quantencomputing
Grundlagen, Algorithmen, Anwendung
Von den Grundlagen bis zur Praxis: Quantentheorie verstehen und anwenden
Quantencomputing

Quantencomputing

Grundlagen, Algorithmen, Anwendung

Von den Grundlagen bis zur Praxis: Quantentheorie verstehen und anwenden

Rheinwerk Verlag
Autor:in
Kaveh Bashiri
373 Seiten, Softcover
Erschienen
05/2025
978-3-8362-9848-3
9783836298483
 
 
Best.-Nr.:
Quantencomputing

Quantencomputing verstehen – in Theorie und Praxis

Quantencomputing eröffnet faszinierende Möglichkeiten, die klassische Computer an ihre Grenzen bringen. In diesem Buch erklärt Dr. Kaveh Bashiri verständlich, wie Quantencomputer funktionieren und was sie so besonders macht. Der praxisorientierte Leitfaden richtet sich an Einsteiger und Technikbegeisterte mit ersten Vorkenntnissen. Er bietet einen strukturierten Einstieg in die Grundlagen der Quantentheorie und zeigt, wie man mithilfe des Open-Source-Frameworks Qiskit eigene Quantenalgorithmen entwickeln und testen kann – ohne die Ausstattung eines Forschungslabors.

Blick ins Buch: Quantencomputing - Grundlagen, Algorithmen, Anwendung

Eine neue Dimension der Informationstechnologie

Was ist ein Qubit – und warum ist es so besonders?

Im Mittelpunkt steht das Qubit – das Herzstück des Quantencomputers. Im Gegensatz zu klassischen Bits, die nur die Zustände 0 oder 1 annehmen können, erlaubt das Qubit durch sogenannte Superposition die gleichzeitige Darstellung beider Zustände. Weitere Begriffe wie Verschränkung, Quantenüberlegenheit und das Quantenschaltkreismodell werden verständlich erklärt und mit anschaulichen Beispielen ergänzt.

Quantencomputing - Grundlagen, Algorithmen, Anwendung
Quantencomputing - Grundlagen, Algorithmen, Anwendung

Fundiertes Wissen mit praktischem Zugang

Das Buch vermittelt zunächst die mathematischen und physikalischen Grundlagen des Quantencomputings. Konzepte wie Quantenlogikgatter, Superposition und die besonderen Eigenschaften von Qubits werden systematisch eingeführt. Auf diesem Fundament bauen praktische Übungen auf, mit denen Leserinnen und Leser Schritt für Schritt lernen, Quantenalgorithmen in Qiskit zu programmieren.

Zukunftsweisende Anwendungen

Auch wenn viele Anwendungsbereiche noch Zukunftsmusik sind, zeigt das Buch bereits heute auf, wie Quantencomputing klassische Herausforderungen in der Informatik neu angehen kann – zum Beispiel bei der Entwicklung sicherer Verschlüsselungsmethoden oder bei der Analyse großer Datenmengen. Ein Ausblick gibt spannende Einblicke in das Potenzial dieser Technologie.

Quantencomputing - Grundlagen, Algorithmen, Anwendung

Aus dem Inhalt

  • Was sind Quantencomputer?
  • Mathematische Grundlagen
  • Von der klassischen Informatik zur Quanteninformatik
  • Elemente der Quantenmechanik: Zustände, Messungen und Tensorprodukte
  • Unschärferelation und Quantenverschränkungen
  • No-Communication-, No-Cloning-Theorem
  • Quantenschaltkreismodelle und Qubits
  • Dichte Quantenkodierung
  • Quantenteleportation
  • Algorithmen und Anwendung: Deutsch-Jozsa, Simon, Shor, Grover
  • Post-Quanten-Kryptografie
Leseprobe

Leseprobe

Diese Leseprobe beschäftigt sich mit den Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten des Quantencomputings. Was ein Qubit ist, wie funktionieren Superposition und Verschränkung und warum ermöglichen Quantencomputer eine völlig neue Art der Informationsverarbeitung? Kaveh Bashiri führt Sie schrittweise von den theoretischen Konzepten bis zur praktischen Umsetzung mit dem Framework Qiskit. Dabei lernen Sie, wie Quantenalgorithmen funktionieren und welche Bedeutung Quantencomputing für die Zukunft der Informatik und Kryptografie haben kann.

Wer hat's geschrieben?

Bild von Autor:in Kaveh Bashiri

Dr. Kaveh Bashiri arbeitet im Bereich IT-Sicherheit und beschäftigt sich hauptsächlich mit kryptografischen Auswirkungen von Quantenalgorithmen sowie mit Post-Quanten-Verfahren. Zuvor studierte er Mathematik an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn. Das Promotionsstudium schloss er in der Mathematischen Physik unter der Betreuung von Prof. Dr. Anton Bovier ab.

Bild von Autor:in Kaveh Bashiri
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Grundlagen, Algorithmen, Anwendung
Von den Grundlagen bis zur Praxis: Quantentheorie verstehen und anwenden
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Autor:in
Kaveh Bashiri
373 Seiten, Softcover
Erschienen
05/2025
978-3-8362-9848-3
9783836298483
 
 
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