Mobile-Menu

Definition Was ist eine QPU?

Von zeroshope

Anbieter zum Thema

Infinigate Deutschland GmbH

Eine QPU (Quantum Processing Unit) ist die Steuereinheit eines Quantencomputers. Er hat die Aufgabe, sogenannten Qubits in den jeweils gewünschten Zustand zu versetzen, um Rechenprobleme zu lösen. Das Ganze ist jedoch ausgesprochen komplex.

Grundlagenwissen zum IT-Business(Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)
Grundlagenwissen zum IT-Business
(Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)

Die Abkürzung QPU (Quantum Processing Unit) steht für den deutschen Begriff „Quantenverarbeitungseinheit“. Es handelt sich sozusagen um das Gehirn eines Quantencomputers. Leicht ist man versucht, eine Parallele zur CPU (Central Processing Unit - Prozessor) und zur GPU (Graphics Processing Unit – Graphikchip) klassischer Rechner zu ziehen. Diese Annahme ist nicht so ganz richtig, schließlich sind Quantencomputer analog und nicht digital.

Funktionsweise eines Quantencomputers

Ein klassischer Computer arbeitet mit zwei unterschiedlichen Zuständen: 0 und 1. Diese binäre Unterscheidung lässt sich auch physikalisch darstellen (z.B. Strom läuft oder nicht). Das Problem ist, dass sich keine Zwischenzustände abbilden lassen. Hierfür ein einfaches Beispiel:

Person A möchte Ort B aufsuchen. Ein klassischer Computer kann aussagen, ob A angekommen ist (0) oder nicht (1). Um festzustellen, ob die Person bereits auf dem Weg ist, wären weitere Operationen notwendig. Ein Quantencomputer setzt hier an und fügt einen Zwischenzustand „unterwegs“ zwischen „bereits angekommen“ und „noch nicht angekommen“ ein. Hierfür bedient er sich sogenannter Quantenbits bzw. Qubits, die sich entsprechend manipulieren lassen.

Der Vorteil des Quantencomputers liegt auf der Hand: Da er Zwischenzustände versteht, kann er Aufgaben sehr viel schneller meistern als ein klassischer PC – und auch solche Operationen meistern, die traditionelle Systeme grundsätzlich überfordern.

Nun gibt es aber ein Problem: Grundsätzlich gibt es unbegrenzt viele Zwischenzustände. Um beim Beispiel zu bleiben: A kann sich überall auf der Strecke befinden – oder eben auch nicht. Eine physikalische Darstellung des Zwischenzustandes ist deshalb nicht möglich. Stattdessen kommt eine Rekonstruktion zum Einsatz, bei der die QPU die Qubits wellenartig durch ein Gatter bewegt, dass die Zwischenzustände simuliert. Auch hierfür bleiben wir beim Beispiel: A startet am Platz 1 und sein Zielort B ist Punkt 2. Der Weg von 1 zu 2 ist das Gatter. A ist das Qubit und wird über die gesamte Wegstrecke bewegt. Der Rechner kann dadurch jeden Zwischenzustand bestimmen – und davon ausgehend Gleichungen lösen. Anders als bei einer CPU ist die Aufgabe der QPU also nicht die vornehmlich die Rechenoperation, sondern die Steuerung der Qubits.

(ID:48690871)

Wissen, was läuft

Täglich die wichtigsten Infos aus dem ITK-Markt

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte

Jobs