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Quantencomputing und Quantenkryptographie einfach erklärt: Was ist Spin?

Nachdem es relativ wenig Beiträge gibt, die die Grundlagen des Quantencomputings bzw. der Quantenkryptographie einfach verständlich erklären, möchte ich im Folgenden mit einer Beitragsreihe das Themenfeld erklären. Vorab: Ich bin weder Mathematiker, noch Physiker, was vielleicht auch ein Vorteil sein kann, wenn man komplexe Sachverhalte aus den genannten Themengebieten einfach erklären möchte. Sicherlich werde ich nicht alle Punkte mit mathematisch/ physischer Präzision korrekt formuliert darlegen können - was für ein Grundverständnis jedoch auch nicht notwendig ist.

Dieser Artikel ist Teil einer Serie:

- Teil 1: Was ist Spin?
- Teil 2: Die Grundlagen der Quanten-Mathematik
- Teil 3: Das Quantenschlüsselaustauschprotokoll BB84

Insofern du Verbesserungsvorschläge für die Beiträge hast, so freue ich mich selbstverständlich über einen Kommentar oder Feedback. Letztendlich ist es ein Thema, welches mich selbst seit einigen Monaten sehr interessiert - und es gibt keinen Weg, etwas besser zu lernen, als es selbst für andere verständlich aufzubereiten. Natürlich werde ich den Fokus auf die relevanten IT-Security Themen aus dem Bereich nicht aussparen.

Kapitel 1: Der Einstieg

Ich habe in den letzten Monaten relativ viele Bücher zum Thema gelesen, eins hatten fast alle gemeinsam: den Einsteig ins Thema. Als guter Einstieg wird oftmals das Stern-Gerlach Experiment verwendet. Im Februar 1922 wurden von Otto Stern und Walther Gerlach erstmals bestimmte für uns im Folgenden relevante Eigenschaften anhand von Silberatomen experimentell bestätigt.

Stern-Gerlach

Otto Stern/ Walther Gerlach Gedenktafel am Haus des Physikalischen Vereins [1]

Aber der Reihe nach: Bevor ich das Experiment selbst erklären möchte, müssen wir auf eine Besonderheit bei Silberatomen eingehen - denn genau diese wurden im Experiment von Gerlach-Stern verwendet.

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