Scinexx-LogoSpringer-Verlag, Heidelberg
Samstag, 04.02.2012















Überblick
Das Wichtigste in Kürze

  • Computerbauteile werden immer kleiner und leistungsfähiger. Doch der rasanten Miniaturisierung der Siliziumtechnologie sind Grenzen gesetzt. Unterhalb einer gewissen Größe beginnen so genannte Quanteneffekte zu wirken, die wie „Lecks“ in den Schaltkreisen wirken.


  • Der Quantenrechner könnte nach Ansicht vieler Wissenschaftler hier Abhilfe schaffen. Seine Bauteile sind Atome oder Photonen, die den ganz eigenen Gesetzen der Quantenwelt gehorchen. Sie haben nicht nur die Wahl zwischen "Null" und "Eins", sondern können zur gleichen Zeit auch alle Zustände dazwischen einnehmen.


  • Diese Parallelität erlaubt es einem Quantencomputer, eine Million Kalkulationen in der Zeit durchzuführen, in der ein Desktopcomputer gerade einmal eine einzige schafft.


  • Der erste modellhafte Quantenrechner aus fünf Qubits wurde im Jahr 2000 vorgestellt. Bis zu einer Realisierung von größeren, einsatzfähigen Quantncomputern muss jedoch noch viel Forschungsarbeit geleistet werden.


  • Als andere Alternative zu Siliziumbasierten Rechnern gelten Computer auf der Basis von Biomolekülen. Geforscht wird dabei sowohl an DNA-Computern, als auch an Biomolekülen wie Enzymen und sogar ganzen Bakterienzellen.


  • Die Fähigkeit zur Rekombination der DNA nutzend, wurde sie bereits zur Lösung einer Aufgabe, des so genannten „Städteproblems“ eingesetzt. Mit Erfolg und dank paraller Rechenweise schneller als ein herkömmlicher Computer.


  • Zwar gilt das System noch als sehr fehleranfällig und kompliziert, doch eines Tages könnte ein DNA Rechner als Hochleistungsmaschine mit speziellen Aufgaben eingesetzt werden.


  • Eine dritte Strategie für einen Computer der Zukunft ist das Rechnen mit Licht. Statt Elektronen sind dabei Photonen die Träger der Information. Sie werden schon heute in Glasfaserkabeln zur Datenübertragung genutzt.


  • Optische Computer könnten die Geschwindigkeit von Datenverarbeitung und Datennetzen auf Trillionen Bits pro Sekunde erhöhen und wäre, da ungeladene Teilchen, relativ störungsfrei.


  • Nocch allerdings gibt es Hürden: Die bisherigen experimentellen optischen Computerbauteile brauchen extrem viel Energie. Es fehlt an geeigneten nonlinearen Materialien, die mit Licht interagieren und dadurch dessen Eigenschaften verändern.
zurück   | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |    weiter

Stand 16.10.2001
Artikel drucken   Dossier komplett anzeigen
Suche
Erweiterte Suche
Facts
Überblick
Das Wichtigste in Kürze
Artikel zum Thema
Computer der Zukunft
Rechnen mit Quanten, Licht und DNA
Immer kleiner, immer schneller...
Wo liegen die Grenzen der heutigen Computerarchitektur?
Über die Grenzen hinaus....
Auf der Suche nach Alternativen
Rechnen mit Atomen...
Wo Moores Gesetz endet, beginnt die Quantentechnologie
An zwei Orten zugleich...
Geheimnisse der Quantenwelt
Weder Null noch Eins oder beides zugleich...
Das Prinzip des Quantenbits
"Ups" und "Downs" in Chloroform
Wie rechnet ein Quantencomputer?
Messen ohne hinzuschauen...
Hindernisse auf dem Weg zum Quantencomputer
Aus dem Werkzeugkasten der Natur...
Rechnen mit Biomolekülen
"Donnerwetter, die Dinger können ja rechnen!"
Ein Enzym als Rechenmaschine
Eine spezielle Aufgabe für die DNA...
Das Problem eines Handlungsreisenden
Man nehme einen Teelöffel voll DNA...
Adlemans DNA-Rechenexperiment
Sieben Städte in sieben Tagen...
Suche nach der Nadel im Heuhaufen
DNA so schwer wie die Erde...
Hindernisse auf dem Weg zum DNA-Computer
Kein PC aus Reagenzgläsern...
Mögliche Anwendungen eines DNA-Computers
Leuchtende Computerwelten...
Licht als Informationsträger und Datenspeicher
Die schnellen Energiefresser
Der Stand der Forschung bei optischen Computern
Top-Diaschauen
Überleben im Winter
2012 und die Maya
Die großen Massenaussterben
Quallen
Riesenschlangen
Aktuelle Dossiers
Klima-Hotspot Moorböden
Wie Forscher den Treibhausgas-Emissionen von Mooren auf die Spur kommen
Schwelbrände im Gewebe
Chronische Entzündungen und ihre Ursachen
Röntgenblick in die Geheimnisse der Mumien
Neue bildgebende Verfahren helfen bei der Erforschung menschlicher Relikte
Auf Kante
Warten auf „The Big One“
Auch Pflanzen besitzen Stammzellen
Unerschöpflich kreativ
Energie-Produzent Gebäude
Wie Häuser zu Kraftwerken werden
Bermudas Unterwelt
Expedition zu den unterirdischen Salzwasserhöhlen einer Tropeninsel
Alte Seuchen in neuem Licht
Forscher untersuchen Resistenz gegen Pest und Cholera
Mehr Licht im Dunkel der Mars-Trabanten
Mit Mars Express und Phobos Grunt bei den „Söhnen“ des Kriegsgotts
Mikrobielle Mitbewohner auf Weltreise
Bakterien in Magen und Speichel helfen beim Erforschen menschlicher Wanderungen

Copyright (c) 1998 - 2012
Springer-Verlag, Heidelberg - MMCD NEW MEDIA, Düsseldorf