spqr-hinweise

Inhaltsverzeichnis

Quantenbit1

Hinweis anzeigen Umlaute werden aufgelöst (ü = ue ...). Code besteht aus drei Zahlen.

Quantenbit2

Hinweis anzeigen Umlaute werden aufgelöst (ü = ue ...). Code besteht aus drei Zahlen.

Quantenbit3

Hinweis anzeigen Umlaute werden aufgelöst (ü = ue ...). Code besteht aus drei Zahlen.

Pauli-X

1. Hinweis anzeigen Das Vorzeichen ist Teil der Amplitude und muss mit vertauscht werden.
2. Hinweis anzeigen Teilweise handelt es sich um gleiche Antworten, welche lediglich anders umgeformt wurden.
3. Hinweis anzeigen Das Passwort ergibt sich aus den richtigen Antworten der vier Fragen. Der Code besteht aus sieben Zahlen. Es gibt also insgesamt sieben richtige Antworten.

Pauli-Z

1. Hinweis anzeigen Pauli-Z dreht das Vorzeichen da, wo das Bit |1> ist.
2. Hinweis anzeigen Teilweise handelt es sich um gleiche Antworten, welche lediglich anders umgeformt wurden.
3. Hinweis anzeigen Das Passwort ergibt sich aus den richtigen Antworten der vier Fragen. Der Code besteht aus fünf Zahlen. Es gibt also insgesamt fünf richtige Antworten.

Hadamard

1. Hinweis anzeigen Teilweise handelt es sich um gleiche Antworten, welche lediglich anders umgeformt wurden.
2. Hinweis anzeigen Das Passwort ergibt sich aus den richtigen Antworten der sieben Fragen. Der Code besteht aus zehn Zahlen. Es gibt also insgesamt zehn richtige Antworten.

CNOT

1. Hinweis anzeigen Teilweise handelt es sich um gleiche Antworten, welche lediglich anders umgeformt wurden.
2. Hinweis anzeigen Das Passwort ergibt sich aus den richtigen Antworten der drei Fragen. Der Code besteht aus vier Zahlen. Es gibt also insgesamt vier richtige Antworten.

Zwei Quantengatter

1. Hinweis anzeigen Zunächst muss das Hadamard-Gatter auf das dritte QuBit angewandt werden und anschließend das CNOT-Gatter auf das zweite und dritte QuBit. Hierbei Ist das zweite QuBit das Controllbit und das dritte QuBit das Targetbit.
2. Hinweis anzeigen Das vierstellige Passwort ergibt sich aus den ersten vier Nachkommastellen der Amplitude einer der acht Basiszustände.
3. Hinweis anzeigen Relevant ist der Basiszustand 110, denn die Notrufnummer für die Polizei lautet 110.

Quantenschaltkreise

1. Hinweis anzeigen Beispielhafte Berechnug des Codes:
Angenommen das Quantenregister befindet sich nach Anwendung des 1. Schaltkreises im Zustand 0,7071|011> + 0,7071|101>.
Der 1. Teil des Codes berechnet sich nun aus den 0en und 1en der Basiszustände mit einer Amplitude und deren Amplituden:
0,7071 + 0 + 1 + 1 + 0,7071 + 1 + 0 + 1 = 5,4142.
Das Komma wird für den Code ignoriert. Die erste Hälfte des Cods würde somit lauten: 54142
2. Hinweis anzeigen Auch die Vorzeichen der Amplituden sind für die Berechnung des Codes relevant.

Erste Quantenalgorithmen

1. Hinweis anzeigen In dem Text verstecken sich Umschreibungen für verschiedene Algorithmen.
2. Hinweis anzeigen Das Passwort ergibt sich aus der richtigen Reihenfolge der Zahlen, die an den Algorithmen stehen.
3. Hinweis anzeigen Bei den Algorithmen handelt es sich um:
1: Superposition mit Verschränkung
2: Superposition ohne Verschränkung (Algorithmus: Zufallsgenerator)
3: Toffoli-Gatter
4: Algorithmus zur Teleportation
5: Bell-Messung
6: Algorithmus von Deutsch-Jozsa

Quantenregister: Erste Schritte

1. Hinweis anzeigen Das Passwort ergibt sich aus den richtigen Antworten der fünf Fragen. Der Code besteht aus acht Zahlen. Es gibt also insgesamt acht richtige Antworten.

Quantenregister: Berechnung der Wahrscheinlichkeit des Eintretens eines Zustandes

1. Hinweis anzeigen Durch Quadrieren der absoluten Amplitude eines Basiszustandes erhaltet ihr die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Basiszustand eintritt.
2. Hinweis anzeigen Durch Addieren der Wahrscheinlichkeiten der relevanten Basiszustände erhaltet ihr das gewünschte Ergebnis.
3. Hinweis anzeigen Die Wahrscheinlichkeit lässt sich als Bruch ausdrücken. Der Zähler des Bruchs ist bei A einzutragen, der Nenner bei B. Kürzt den Bruch so weit wie es geht.
4. Hinweis anzeigen Hilft euch ein Beispiel aus dem Buch weiter? In Kapitel 8 von Bettina Just: Quantencomputing kompakt auf Seite 70 wird ein ähnlicher Fall durchgerechnet.

Quantenregister: Berechnung des neuen Zustandes nach Messung

1. Hinweis anzeigen Es sind nur noch Basiszustände relevant, die mit einer 0 beginnen. Dadurch wird die Zustandsbeschreibung des Quantenregisters deutlich kürzer!
2. Hinweis anzeigen Die Amplituden der Basiszustände müssen neu berechnet werden. Die neu berechneten Amplituden sind in das Zahlenschloss einzugeben.
3. Hinweis anzeigen Die Amplituden gilt es mit der Wurzel der Wahrscheinlichkeit zu dividieren, dass das erste QBit den Wert |0> annimmt.
4. Hinweis anzeigen Hilft euch ein Beispiel aus dem Buch weiter? In Kapitel 8 von Bettina Just: Quantencomputing kompakt auf Seite 70 (unten) wird ein ähnlicher Fall durchgerechnet.

Suchen mit Quantenalgorithmen 1

1. Hinweis anzeigen Bei dem Suchalgorithmus handelt es sich um den Suchalgorithmus von Grover.

Suchen mit Quantenalgorithmen 2

1. Hinweis anzeigen Relevant sind die Punkte 3.1 und 3.2 der vorherigen Frage.
2. Hinweis anzeigen Für N=4 kann der Amplitudenmittelwert wie folgt berechnet werden: (3 * (1/2) - 1 * (1/2)) / 4 = 1/4.
3. Hinweis anzeigen Weitere Informationen könnten auch in "Quantum Computing verstehen" von Homeister, Kapitel 6.2 zu finden sein.

Suchen mit Quantenalgorithmen 3

1. Hinweis anzeigen Klassiche Suchalgorithmen auf klassischen Rechnern liegen (bei unsortierten Daten) in der Komplexitätsklasse O(n).
2. Hinweis anzeigen Weitere Informationen könnten auch in "Quantum Computing verstehen" von Homeister, Kapitel 6.3 zu finden sein.

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