Quantum Computing
J. Stolze, D. Suter: Quantum Computing, Wiley-VCH, Berlin 2004. XI + 244 S., broschiert, ISBN 3527404384
Stolze, Suter
Der Quantencomputer wurde erstmals vor etwa 20 Jahren vorgeschlagen, blieb aber lange unbeachtet. Das änderte sich schlagartig vor zehn Jahren mit der Entdeckung effizienter Algorithmen. Nicht nur die Zahl der wissenschaftlichen Arbeiten, sondern auch die Zahl der Lehrbücher stieg seither rapide an.
"Quantum Computing" von Joachim Stolze und Dieter Suter unterscheidet sich glücklicherweise von vielen dieser Bücher. Es gibt eine kompakte Einführung sowohl in die theoretischen Grundlagen als auch den experimentellen Status des Quantencomputers. Durch Konzentration auf das Wesentliche ermöglicht es dem Leser einen einfachen Einstieg und eignet sich auch sehr gut als begleitende Literatur für das Studium.
Das Buch beginnt mit grundlegenden Vergleichen zwischen Quantencomputer und konventionellem Computer und einer Einführung in die relevanten Werkzeuge der Quantenmechanik. Ohne große Schwierigkeiten werden damit die Prinzipien der Quantengatter der Fehlerkorrektur und der wichtigsten Quantenalgorithmen verständlich dargelegt. Der experimentelle Teil gibt zuerst eine abstrakte Beschreibung der notwendigen Bausteine. Der Reigen möglicher Realisierungen beginnt mit einer sehr ausführlichen Beschreibung von NMR in Flüssigkeiten. Mit dieser Methode wurden bisher die meisten Experimente durchgeführt und die Grundlagen der NMR sind auch für festkörperbasierte Quanteninformation nützlich. Da es aber kein effizientes Rechnen ermöglicht, ist dieses System etwas zu detailliert erklärt. In immer schnellerer Folge werden Ionenfallenexperimente und die unterschiedlichen Festkörpersysteme wie Kern- und Elektronenspin, supraleitende qubits und Quantenpunkte beschrieben. Das abschließende Kapitel über die Quantenkommunikation geht über das im Titel des Buches benannte Thema hinaus und ist auch nicht mehr als eine kurze Erklärung der bekanntesten Methoden.
Das Buch gibt eine beeindruckend aktuelle Beschreibung neuester Experimente. Überraschend ist daher, dass die Methode kalter, stoßender Atome und die dabei erzielten großen Fortschritte gänzlich fehlen. Der damit realisierbare Einweg-Quantencomputer wird konsequenterweise ebenfalls nicht behandelt, hoffentlich in der nächsten Auflage.
Davon abgesehen machen die Autoren mit dem sehr gelungenen Buch trotz der hohen Dichte an Information die grundlegenden Konzepte und Methoden verständlich und geben mit zahlreichen Verweisen und Zitaten auch einen soliden Ausgangspunkt für eine eingehende Beschäftigung mit dem Thema.
Prof. Dr. Harald Weinfurter,
Department für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München
