Quantencomputing-Glossar

Ein Hilfs-Qubit, das als Helfer in Quantenberechnungen verwendet wird, oft zur Fehlererkennung oder für Phase Kickback.

Eine geometrische Darstellung aller möglichen Zustände eines einzelnen Qubits als Punkt auf einer Einheitskugel.

Einer von vier maximal verschränkten Zwei-Qubit-Zuständen — das einfachste Beispiel für Quantenverschränkung.

Controlled-NOT — ein Zwei-Qubit-Gatter, das das Ziel-Qubit umkehrt, wenn das Steuer-Qubit |1⟩ ist.

Der Verlust von Quanteneigenschaften, wenn ein Qubit mit seiner Umgebung wechselwirkt.

Der gesamte tolerierbare Fehler, der sich über einen Schaltkreis akkumuliert, bevor die Ergebnisse unzuverlässig werden.

Ein Maß (0 bis 1) dafür, wie nahe eine tatsächliche Quantenoperation oder ein Quantenzustand am idealen Ziel liegt.

Klassische Nachbearbeitungstechniken, die die Auswirkung von Hardware-Rauschen ohne vollständige Quantenfehlerkorrektur reduzieren.

Ein Quantensuchalgorithmus, der ein markiertes Element in einer unsortierten Liste quadratisch schneller findet als jeder klassische Algorithmus.

Das H-Gatter — erzeugt aus einem Basiszustand eine gleichmäßige Superposition von |0⟩ und |1⟩.

Ein quanten-klassischer Algorithmus, der eine QPU für Quanten-Subroutinen und einen klassischen Computer für Optimierung und Steuerung verwendet.

Ein fehlerkorrigiertes Qubit, das über viele physische Qubits hinweg kodiert ist — die Recheneinheit in fehlertoleranten Quantencomputern.

Der Akt des Beobachtens eines Qubit-Zustands, der die Superposition in eine eindeutige 0 oder 1 kollabieren lässt.

Noisy Intermediate-Scale Quantum — Geräte mit 50–1000 Qubits ohne vollständige Fehlerkorrektur.

Die grundlegenden Ein-Qubit-Gatter X, Y, Z — sie bilden die Basis für alle Quantenoperationen.

Klassische kryptografische Algorithmen, die so konzipiert sind, dass sie sowohl gegen Angriffe von klassischen als auch von Quantencomputern sicher sind.

Die grundlegende Einheit der Quanteninformation — das Quantenanalogon zum klassischen Bit.

Eine unitäre Operation, die den Zustand eines oder mehrerer Qubits transformiert.

Eine Abfolge von Quantengattern, die auf ein Register von Qubits angewendet werden, gefolgt von Messungen.

Quantum Processing Unit — der physische Hardware-Chip, der Quantenschaltkreise ausführt.

Techniken zum Erkennen und Korrigieren von Fehlern in Quantenschaltkreisen, ohne die Qubits zu messen (und zu kollabieren).

Quanten-Fourier-Transformation — das Quantenanalogon zur diskreten Fourier-Transformation, exponentiell schneller.

Quantum Approximate Optimization Algorithm — ein hybrider Algorithmus für kombinatorische Optimierungsprobleme.

IBMs Einzelzahl-Benchmark, der die Gesamtleistungsfähigkeit eines Quantencomputers misst und dabei Qubits, Konnektivität und Fidelität berücksichtigt.

Eine nachgewiesene Beschleunigung oder Verbesserung, bei der ein Quantencomputer den besten klassischen Algorithmus bei einer praktischen Aufgabe übertrifft.

IBMs Begriff für Quantenschaltkreise, die zu komplex sind, um klassisch simuliert zu werden, aber auf realen QPUs ausgeführt werden können.

Eine Arbeitseinheit, die an einen Quanten-Cloud-Dienst übermittelt wird — ein oder mehrere Schaltkreise, die auf einer QPU oder einem Simulator ausgeführt werden sollen.

Ein Softwareentwickler, der Quantenschaltkreise und hybride Algorithmen mit Quanten-SDKs wie Qiskit, PennyLane oder HLQuantum schreibt.

Die Fähigkeit eines Quantensystems, sich gleichzeitig in mehreren Zuständen zu befinden.

Ein Quantenalgorithmus zur Ganzzahlfaktorisierung mit exponentieller Beschleunigung gegenüber den besten bekannten klassischen Algorithmen.

Statistische Unsicherheit in Messergebnissen durch das endlich häufige Ausführen eines Quantenschaltkreises.

Die Gesamtzahl der für einen Quantenauftrag zugewiesenen Schaltkreisausführungen — eine praktische Ressourcengrenze.

Der Prozess des Kompilierens eines Quantenschaltkreises in den nativen Gattersatz und die Qubit-Konnektivität eines bestimmten Geräts.

T1 ist die Energierelaxationszeit des Qubits; T2 ist die Kohärenzzeit (Dephasierung). Beide begrenzen die Schaltkreisdauer.

Das Drei-Qubit-CCX-Gatter — kehrt das Ziel-Qubit nur um, wenn beide Steuer-Qubits |1⟩ sind.

Eine Quantenkorrelation zwischen zwei oder mehr Qubits, bei der ihre Zustände unabhängig von der Entfernung verknüpft sind.

Variational Quantum Eigensolver — ein hybrider quanten-klassischer Algorithmus zum Ermitteln von Grundzustandsenergien.

Ein parametrisierter Quantenschaltkreis, dessen Gatterwinkel von einem klassischen Optimierer abgestimmt werden, um eine Kostenfunktion zu minimieren.