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Wissenszweig

Computersimulation

Computersimulation, eine der wichtigsten Cross-Computing-Methoden.[1]

Computing ist jede zielorientierte Aktivität, die Computermaschinen erfordert, davon profitiert oder diese erstellt. Es umfasst das Studium algorithmischer Prozesse und die Entwicklung von Hardware und Software. Es hat wissenschaftliche, technische, mathematische, technologische und soziale Aspekte. Wichtige Computerbereiche sind Computertechnik, Informatik, Cybersicherheit, Datenwissenschaft, Informationssysteme, Informationstechnologie und Softwareentwicklung.[2]

Frühe Vakuumröhre Turing kompletter Computer
Der Rasberry Pi

Definitionen[edit]

Das ACM Computing Curricula 2005[5] und 2020[2] definiert “Computing” wie folgt:

“Im Allgemeinen können wir Computing als jede zielorientierte Aktivität definieren, die Computer erfordert, von ihnen profitiert oder sie erstellt. Daher umfasst Computing das Entwerfen und Erstellen von Hardware- und Softwaresystemen für eine Vielzahl von Zwecken: Verarbeiten, Strukturieren und Verwalten verschiedene Arten von Informationen, wissenschaftliche Studien mit Computern durchführen, Computersysteme intelligent verhalten, Kommunikations- und Unterhaltungsmedien erstellen und verwenden, Informationen finden und sammeln, die für einen bestimmten Zweck relevant sind usw. Die Liste ist praktisch endlos und die Möglichkeiten sind riesig . “

ACM definiert auch sieben Unterdisziplinen der Computing Feld:[2]

Jedoch, Computing Curricula 2005[5] erkennt auch an, dass die Bedeutung von “Computing” vom Kontext abhängt:

Computing hat auch andere Bedeutungen, die spezifischer sind, basierend auf dem Kontext, in dem der Begriff verwendet wird. Beispielsweise sieht ein Spezialist für Informationssysteme das Rechnen etwas anders als ein Softwareentwickler. Unabhängig vom Kontext kann es kompliziert und schwierig sein, gut zu rechnen. Weil die Gesellschaft Menschen braucht, die gut rechnen können, müssen wir das Rechnen nicht nur als Beruf, sondern auch als Disziplin betrachten.

Der Antikythera-Mechanismus

Der Begriff “Computing” wurde manchmal eng definiert, wie in einem ACM-Bericht von 1989 über Rechnen als Disziplin::[6]

Die Disziplin des Rechnens ist die systematische Untersuchung algorithmischer Prozesse, die Informationen beschreiben und transformieren: Theorie, Analyse, Design, Effizienz, Implementierung und Anwendung. Die grundlegende Frage, die jedem Computing zugrunde liegt, lautet: “Was kann (effizient) automatisiert werden?”

Der Begriff “Rechnen” ist auch gleichbedeutend mit Zählen und Berechnen. In früheren Zeiten wurde es in Bezug auf die Aktion verwendet, die von mechanischen Rechenmaschinen und zuvor von menschlichen Computern ausgeführt wurde.[7]

Geschichte[edit]

Die Geschichte des Rechnens ist länger als die Geschichte der Computerhardware und der modernen Computertechnologie und umfasst die Geschichte der Methoden für Stift und Papier oder für Kreide und Schiefer mit oder ohne Hilfe von Tabellen.

Computing ist eng mit der Darstellung von Zahlen verbunden. Aber lange bevor Abstraktionen mögen die Nummer Es gab mathematische Konzepte, die den Zwecken der Zivilisation dienten.[clarification needed] Diese Konzepte umfassen eine Eins-zu-Eins-Korrespondenz (die Grundlage der Zählung), den Vergleich mit einem Standard (der zur Messung verwendet wird) und die 3-4-5 rechtwinkliges Dreieck (ein Gerät zur Sicherstellung von a rechter Winkel).

Das früheste bekannte Werkzeug für die Berechnung war der Abakus, und es wurde angenommen, dass er um 2400 v. Chr. In Babylon erfunden wurde. Sein ursprünglicher Verwendungsstil waren Linien, die mit Kieselsteinen in Sand gezeichnet waren. Abaci, moderner gestaltet, wird heute noch als Berechnungswerkzeug verwendet. Dies war die erste bekannte Berechnungshilfe – 2000 Jahre vor den griechischen Methoden[citation needed].

Die erste Idee zur Verwendung digitaler Elektronik für Computer war das 1931 erschienene Papier “Die Verwendung von Thyratrons zur automatischen Hochgeschwindigkeitszählung physikalischer Phänomene” von CE Wynn-Williams.[8]Claude Shannons 1938 erschienene Arbeit “Eine symbolische Analyse von Relais und Schaltkreisen” führte dann die Idee ein, Elektronik für boolesche algebraische Operationen zu verwenden.

Das Konzept eines Feldeffekttransistors wurde 1925 von Julius Edgar Lilienfeld vorgeschlagen. John Bardeen und Walter Brattain bauten 1947 unter William Shockley bei Bell Labs den ersten Arbeitstransistor, den Punktkontakttransistor.[9][10] 1953 baute die Universität von Manchester den ersten Transistorcomputer, den Transistorcomputer.[11] Frühe Sperrschichttransistoren waren jedoch relativ sperrige Bauelemente, die in Massenproduktion schwer herzustellen waren, was sie auf eine Reihe spezialisierter Anwendungen beschränkte.[12] Der Metalloxid-Silizium-Feldeffekttransistor (MOSFET oder MOS-Transistor) wurde 1959 von Mohamed Atalla und Dawon Kahng in den Bell Labs erfunden.[13][14] Es war der erste wirklich kompakte Transistor, der für eine Vielzahl von Anwendungen miniaturisiert und in Serie hergestellt werden konnte.[12] Der MOSFET ermöglichte den Bau von integrierten Schaltkreischips mit hoher Dichte.[15][16] was zu der sogenannten Computerrevolution führt[17] oder Mikrocomputer Revolution.[18]

Computer[edit]

Ein Computer ist eine Maschine, die Daten gemäß einer Reihe von Anweisungen bearbeitet, die als Computerprogramm bezeichnet werden. Das Programm verfügt über eine ausführbare Form, mit der der Computer die Anweisungen direkt ausführen kann. Das gleiche Programm in seiner für Menschen lesbaren Quellcodeform ermöglicht es einem Programmierer, eine Abfolge von Schritten zu studieren und zu entwickeln, die als Algorithmus bekannt sind. Da die Anweisungen auf verschiedenen Computertypen ausgeführt werden können, wird ein einzelner Satz von Quellbefehlen je nach CPU-Typ in Maschinenbefehle konvertiert.

Der Ausführungsprozess führt die Anweisungen in einem Computerprogramm aus. Anweisungen drücken die vom Computer durchgeführten Berechnungen aus. Sie lösen Sequenzen einfacher Aktionen auf der ausführenden Maschine aus. Diese Aktionen erzeugen Effekte gemäß der Semantik der Anweisungen.

Computerhardware[edit]

Computerhardware umfasst die physischen Teile eines Computers, einschließlich Zentraleinheit, Speicher und Eingabe / Ausgabe. Wichtige Themen auf dem Gebiet der Computerhardware sind Computerlogik und Computerarchitektur.

Computer Software[edit]

Computersoftware oder einfach “Software” ist eine Sammlung von Computerprogrammen und zugehörigen Daten, die Anweisungen enthält, um einem Computer mitzuteilen, was zu tun ist und wie es zu tun ist. Software bezieht sich auf ein oder mehrere Computerprogramme und Daten, die für bestimmte Zwecke im Speicher des Computers gespeichert sind. Mit anderen Worten, Software ist eine Reihe von Programme, Prozeduren, Algorithmen und sein Dokumentation befasst sich mit dem Betrieb eines Datenverarbeitungssystems. Die Programmsoftware führt die Funktion des von ihr implementierten Programms aus, indem sie entweder Anweisungen direkt an die Computerhardware sendet oder als Eingabe für eine andere Software dient. Der Begriff wurde geprägt, um sich vom alten Begriff abzuheben Hardware- (dh physische Geräte). Software ist im Gegensatz zu Hardware nicht greifbar.[19] Software wird manchmal auch in einem engeren Sinne verwendet, dh nur Anwendungssoftware.

Systemsoftware[edit]

Systemsoftware oder Systemsoftware ist Computersoftware, die zum Bedienen und Steuern der Computerhardware und zum Bereitstellen einer Plattform zum Ausführen von Anwendungssoftware entwickelt wurde. Die Systemsoftware umfasst Betriebssysteme, Dienstprogramm-Software, Gerätetreiber, Fenstersysteme und Firmware. Häufig verwendete Entwicklungstools wie Compiler, Linker und Debugger[20] sind als Systemsoftware klassifiziert.

Anwendungssoftware[edit]

Anwendungssoftware, auch als “Anwendung” oder “App” bezeichnet, ist eine Computersoftware, die dem Benutzer bei der Ausführung bestimmter Aufgaben hilft. Beispiele hierfür sind Unternehmenssoftware, Buchhaltungssoftware, Office-Suiten, Grafiksoftware und Mediaplayer. Viele Anwendungsprogramme befassen sich hauptsächlich mit Dokumenten. Apps können mit dem Computer und seiner Systemsoftware gebündelt oder separat veröffentlicht werden. Einige Benutzer sind mit den mitgelieferten Apps zufrieden und müssen niemals zusätzliche Anwendungen installieren. Anwendungssoftware steht im Gegensatz zu Systemsoftware und Middleware, die die Funktionen eines Computers verwalten und integrieren, diese jedoch normalerweise nicht direkt bei der Ausführung von Aufgaben anwenden, die dem Benutzer zugute kommen. Die Systemsoftware dient der Anwendung, die wiederum dem Benutzer dient. Anwendungssoftware wendet die Leistung einer bestimmten Computerplattform oder Systemsoftware auf einen bestimmten Zweck an. Einige Apps wie Microsoft Office sind in Versionen für verschiedene Plattformen verfügbar. andere haben engere Anforderungen und werden daher beispielsweise als Geografie-Anwendung für Windows oder als Android-Anwendung für Bildung oder Linux-Spiele bezeichnet. Manchmal entsteht eine neue und beliebte Anwendung, die nur auf einer Plattform ausgeführt wird, was die Attraktivität dieser Plattform erhöht. Dies wird als Killeranwendung bezeichnet.

Computernetzwerk[edit]

Ein Computernetzwerk, oft einfach als Netzwerk bezeichnet, ist eine Sammlung von Hardwarekomponenten und Computern verbunden durch Kommunikationskanäle, die den Austausch von Ressourcen und Informationen ermöglichen.[21] Wenn mindestens ein Prozess in einem Gerät Daten an mindestens einen Prozess in einem Remote-Gerät senden / von diesem empfangen kann, werden die beiden Geräte als Netzwerk bezeichnet.

Netzwerke können nach einer Vielzahl von Merkmalen klassifiziert werden, wie dem Medium, das zum Transport der Daten verwendet wird, dem verwendeten Kommunikationsprotokoll, der Skalierung, der Topologie und dem organisatorischen Umfang.

Kommunikationsprotokolle definieren die Regeln und Datenformate für den Informationsaustausch in einem Computernetzwerk und bilden die Grundlage für die Netzwerkprogrammierung. Zu den bekannten Kommunikationsprotokollen gehören Ethernet, ein in lokalen Netzwerken allgegenwärtiger Hardware- und Link-Layer-Standard, und die Internet Protocol Suite, die eine Reihe von Protokollen für das Internetworking definiert, dh für die Datenkommunikation zwischen mehreren Netzwerken sowie für Host- Datenübertragung zum Host und anwendungsspezifische Datenübertragungsformate.

Computernetzwerke werden manchmal als Unterdisziplin der Elektrotechnik, Telekommunikation, Informatik, Informationstechnologie oder Computertechnik angesehen, da sie auf der theoretischen und praktischen Anwendung dieser Disziplinen beruhen.

Internet[edit]

Das Internet ist ein globales System miteinander verbundener Computernetzwerke, die die Standard-Internetprotokoll-Suite (TCP / IP) verwenden, um Milliarden von Benutzern zu bedienen, die aus Millionen von privaten, öffentlichen, akademischen, geschäftlichen und staatlichen Netzwerken von lokaler bis globaler Reichweite bestehen. die durch eine breite Palette von elektronischen, drahtlosen und optischen Netzwerktechnologien verbunden sind. Das Internet bietet eine breite Palette an Informationsressourcen und -diensten, z. B. die miteinander verknüpften Hypertextdokumente des World Wide Web und die Infrastruktur zur Unterstützung von E-Mails.

Computerprogrammierung[edit]

Computerprogrammierung ist im Allgemeinen der Prozess des Schreibens, Testens, Debuggens und Verwaltens des Quellcodes und der Dokumentation von Computerprogrammen. Dieser Quellcode ist in einer Programmiersprache geschrieben, die eine künstliche Sprache ist, die oft restriktiver oder anspruchsvoller als natürliche Sprachen ist, aber vom Computer leicht übersetzt werden kann. Der Zweck der Programmierung besteht darin, das gewünschte Verhalten (Anpassung) von der Maschine aus aufzurufen. Das Schreiben von qualitativ hochwertigem Quellcode erfordert die Kenntnis der Domäne der Anwendung und der Bereich der Informatik. Die Software von höchster Qualität wird daher von einem Team verschiedener Domain-Experten entwickelt, von denen jede ein Spezialist auf einem bestimmten Gebiet der Entwicklung ist. Aber der Begriff Programmierer kann für eine Reihe von Programmqualitäten gelten, vom Hacker über Open Source-Mitarbeiter bis hin zu Profis. Und ein einzelner Programmierer könnte den größten Teil oder die gesamte Computerprogrammierung ausführen, die erforderlich ist, um den Proof of Concept für den Start einer neuen “Killer” -Anwendung zu erstellen.

Computerprogrammierer[edit]

Ein Programmierer, Computerprogrammierer oder Codierer ist eine Person, die Computersoftware schreibt. Der Begriff Computerprogrammierer kann sich an einen Spezialisten auf einem Gebiet der Computerprogrammierung oder an einen Generalisten wenden, der Code für viele Arten von Software schreibt. Wer einen formalen Programmieransatz praktiziert oder bekennt, kann auch als Programmierer-Analyst bezeichnet werden. Den primären Titeln eines Programmierers (C, C ++, Java, Lisp, Python usw.) wird häufig der obige Titel vorangestellt, und denjenigen, die in einer Webumgebung arbeiten, wird ihren Titeln häufig ein Präfix vorangestellt Netz. Der Begriff Programmierer kann verwendet werden, um sich an einen Softwareentwickler, Softwareentwickler, Informatiker oder Softwareanalysten zu wenden. Angehörige dieser Berufe sind jedoch in der Regel[22] über die Programmierung hinaus andere Software-Engineering-Fähigkeiten besitzen.

Computerindustrie[edit]

Die Computerindustrie besteht aus allen Unternehmen, die an der Entwicklung von Computersoftware, dem Entwurf von Computerhardware und Computernetzwerkinfrastrukturen, der Herstellung von Computerkomponenten und der Bereitstellung von Informationstechnologiediensten einschließlich Systemadministration und -wartung beteiligt sind.

Softwareindustrie[edit]

Die Softwareindustrie umfasst Unternehmen, die sich mit der Entwicklung, Wartung und Veröffentlichung von Software befassen. Die Branche umfasst auch Softwaredienstleistungen wie Schulung, Dokumentation und Beratung.

Unterdisziplinen des Rechnens[edit]

Technische Informatik[edit]

Computertechnik ist eine Disziplin, die verschiedene Bereiche der Elektrotechnik und Informatik integriert, die für die Entwicklung von Computerhardware und -software erforderlich sind.[23] Computeringenieure haben normalerweise eine Ausbildung in Elektrotechnik (oder Elektrotechnik), Software-Design und Hardware-Software-Integration anstatt nur in Software-Engineering oder Elektronik. Computeringenieure sind an vielen Hardware- und Softwareaspekten des Rechnens beteiligt, vom Entwurf einzelner Mikroprozessoren, PCs und Supercomputer bis hin zum Schaltungsdesign. Dieses technische Gebiet konzentriert sich nicht nur auf das Design von Hardware innerhalb seiner eigenen Domäne, sondern auch auf die Wechselwirkungen zwischen Hardware und der Welt um sie herum.[24]

Softwareentwicklung[edit]

Software Engineering (SE) ist die Anwendung eines systematischen, disziplinierten und quantifizierbaren Ansatzes für das Design, die Entwicklung, den Betrieb und die Wartung von Software sowie die Untersuchung dieser Ansätze. das heißt, die Anwendung von Engineering auf Software.[25][26][27] Für Laien bedeutet dies, Erkenntnisse zu nutzen, um eine Lösung für ein Problem zu konzipieren, zu modellieren und zu skalieren. Der erste Hinweis auf den Begriff ist die NATO-Software-Engineering-Konferenz von 1968, die zum Nachdenken über die damals wahrgenommene “Software-Krise” anregen sollte.[28][29][30]Software-Entwicklung, ein häufig verwendeter und allgemeinerer Begriff, fasst das technische Paradigma nicht unbedingt zusammen. Die allgemein anerkannten Konzepte des Software-Engineerings als technische Disziplin wurden im Leitfaden zum Wissensbestand des Software-Engineerings (SWEBOK) festgelegt. Das SWEBOK ist zu einer international anerkannten Norm ISO / IEC TR 19759: 2015 geworden.[31]

Computerwissenschaften[edit]

Informatik oder Informatik (abgekürzt CS oder Comp Sci) ist der wissenschaftliche und praktische Ansatz für die Berechnung und ihre Anwendungen. Ein Informatiker ist spezialisiert auf die Theorie der Berechnung und den Entwurf von Computersystemen.[32]

Seine Teilbereiche lassen sich in praktische Techniken für die Implementierung und Anwendung in Computersystemen und rein theoretischen Bereichen unterteilen. Einige, wie die rechnerische Komplexitätstheorie, die grundlegende Eigenschaften von Rechenproblemen untersucht, sind sehr abstrakt, während andere, wie beispielsweise die Computergrafik, reale Anwendungen hervorheben. Wieder andere konzentrieren sich auf die Herausforderungen bei der Implementierung von Berechnungen. Beispielsweise untersucht die Programmiersprachtheorie Ansätze zur Beschreibung von Berechnungen, während das Studium der Computerprogrammierung selbst verschiedene Aspekte der Verwendung von Programmiersprachen und komplexen Systemen untersucht und die Mensch-Computer-Interaktion sich auf die Herausforderungen konzentriert, Computer und Berechnungen nützlich und nutzbar zu machen und universell zugänglich für Menschen.

Onlinesicherheit[edit]

Datenwissenschaft[edit]

Informationssysteme[edit]

“Informationssysteme (IS)” ist die Untersuchung komplementärer Netzwerke von Hardware und Software (siehe Informationstechnologie), mit denen Personen und Organisationen Daten sammeln, filtern, verarbeiten, erstellen und verteilen.[33][34][35][36][37] Die ACMs Karriere machen Website sagt

“Eine Mehrheit des IS [degree] Programme befinden sich an Business Schools; Sie können jedoch unterschiedliche Namen haben, z. B. Verwaltungsinformationssysteme, Computerinformationssysteme oder Geschäftsinformationssysteme. Alle IS-Abschlüsse kombinieren Business- und Computerthemen, aber der Schwerpunkt zwischen technischen und organisatorischen Fragen variiert zwischen den Programmen. Zum Beispiel unterscheiden sich Programme erheblich in der Menge der erforderlichen Programmierung. “[38]

Die Studie verbindet Wirtschaft und Informatik mit den theoretischen Grundlagen von Information und Berechnung, um verschiedene Geschäftsmodelle und verwandte algorithmische Prozesse innerhalb einer Informatikdisziplin zu untersuchen.[39][40][41][42][43][44][45][46][47][48]

Das Gebiet der Computerinformationssysteme (CIS) untersucht Computer und algorithmische Prozesse, einschließlich ihrer Prinzipien, ihres Software- und Hardware-Designs, ihrer Anwendungen und ihrer Auswirkungen auf die Gesellschaft[49][50][51] während IS Funktionalität über Design betont.[52]

Informationstechnologie[edit]

Informationstechnologie (IT) ist die Anwendung von Computern und Telekommunikationsgeräten zum Speichern, Abrufen, Übertragen und Bearbeiten von Daten.[53] oft im Kontext eines Unternehmens oder eines anderen Unternehmens.[54] Der Begriff wird häufig als Synonym für Computer und Computernetzwerke verwendet, umfasst jedoch auch andere Informationsverteilungstechnologien wie Fernsehen und Telefone. Mit der Informationstechnologie sind verschiedene Branchen verbunden, darunter Computerhardware, -software, -elektronik, -halbleiter, Internet, Telekommunikationsausrüstung, E-Commerce und Computerdienste.[55][56]

Forschung und neue Technologien[edit]

DNA-basiertes Computing und Quantencomputing sind Bereiche aktiver Forschung in Hardware und Software (wie die Entwicklung von Quantenalgorithmen). Die potenzielle Infrastruktur für zukünftige Technologien umfasst DNA-Origami für die Fotolithografie[57] und Quantenantennen zum Übertragen von Informationen zwischen Ionenfallen.[58] Bis 2011 hatten Forscher 14 Qubits verwickelt.[59][60] Schnelle digitale Schaltungen (einschließlich solcher, die auf Josephson-Übergängen und der schnellen Einzelfluss-Quantentechnologie basieren) werden mit der Entdeckung nanoskaliger Supraleiter nahezu realisierbar.[61]

Faseroptische und photonische (optische) Geräte, die bereits zum Transport von Daten über große Entfernungen verwendet wurden, werden von Rechenzentren neben CPU- und Halbleiterspeicherkomponenten eingesetzt. Dies ermöglicht die Trennung von RAM von CPU durch optische Verbindungen.[62] IBM hat eine integrierte Schaltung mit elektronischer und optischer Informationsverarbeitung in einem Chip geschaffen. Dies wird als “CMOS-integrierte Nanophotonik” oder (CINP) bezeichnet.[63] Ein Vorteil von optischen Verbindungen besteht darin, dass Motherboards, für die früher eine bestimmte Art von System auf einem Chip (SoC) erforderlich war, jetzt dedizierte Speicher- und Netzwerkcontroller von den Motherboards entfernen und die Controller auf das Rack verteilen können. Dies ermöglicht die Standardisierung von Backplane-Verbindungen und Motherboards für mehrere Arten von SoCs, wodurch zeitnahere Upgrades von CPUs ermöglicht werden.[64]

Ein weiteres Forschungsgebiet ist die Spintronik. Spintronics kann Rechenleistung und Speicher ohne Wärmestau bereitstellen.[65] Einige Forschungen werden an Hybridchips durchgeführt, die Photonik und Spintronik kombinieren.[66][67] Es gibt auch Forschungen zur Kombination von Plasmonik, Photonik und Elektronik.[68]

Cloud Computing[edit]

Cloud Computing ist ein Modell, das die Verwendung von Computerressourcen wie Servern oder Anwendungen ermöglicht, ohne dass eine große Interaktion zwischen dem Eigentümer dieser Ressourcen und dem Benutzer, der sie verwendet, erforderlich ist. Es wird in der Regel als Service angeboten. Dies macht es zu einem weiteren Beispiel für Software als Service, Plattformen als Service und Infrastruktur als Service, abhängig von der angebotenen Funktionalität. Zu den Hauptmerkmalen gehören On-Demand-Zugriff, breiter Netzwerkzugriff und die Fähigkeit zur schnellen Skalierung.[69] Damit können einzelne Benutzer oder kleine Unternehmen von Skaleneffekten profitieren.

Ein Bereich von Interesse in diesem Bereich ist das Potenzial zur Unterstützung der Energieeffizienz. Das Zulassen von Tausenden von Berechnungsinstanzen auf einer einzelnen Maschine anstelle von Tausenden von einzelnen Maschinen könnte helfen, Energie zu sparen. Dies könnte auch den Übergang zu mehr erneuerbarer Energie erleichtern, da es ausreichen würde, eine Serverfarm mit einer Reihe von Sonnenkollektoren oder Windkraftanlagen zu versorgen, anstatt Millionen von Menschen zu Hause.[70]

Bei der zentralen Datenverarbeitung stellt das Feld mehrere Herausforderungen dar, insbesondere in Bezug auf Sicherheit und Datenschutz. Die derzeitige Gesetzgebung schützt Benutzer nicht ausreichend vor Unternehmen, die ihre Daten auf den Servern des Unternehmens falsch handhaben. Dies deutet auf das Potenzial für weitere gesetzliche Regelungen für Cloud-Computing- und Technologieunternehmen hin.[71]

Quanten-Computing[edit]

Quantencomputer sind ein Forschungsgebiet, das die Disziplinen Informatik, Informationstheorie und Quantenphysik zusammenbringt. Die Idee, dass Information ein grundlegender Bestandteil der Physik ist, ist relativ neu, aber es scheint eine starke Verbindung zwischen Informationstheorie und Quantenmechanik zu bestehen.[72] Während traditionelles Computing mit einem binären System aus Einsen und Nullen arbeitet, verwendet Quantencomputing Qubits. Qubits können sich überlagern, was bedeutet, dass sie sich gleichzeitig in beiden Zuständen befinden, eins und null. Dies bedeutet, dass das Qubit nicht irgendwo zwischen 1 und 0 liegt, aber der Wert des Qubits ändert sich tatsächlich, je nachdem, wann Sie es messen. Dieses Merkmal von Qubits wird als Quantenverschränkung bezeichnet und ist die Kernidee des Quantencomputers. Es ermöglicht Quantencomputern, die Gleichungen im großen Maßstab zu erstellen, für die sie verwendet werden.[73] Quantencomputer werden häufig für wissenschaftliche Forschungen verwendet, bei denen ein normaler Computer nicht über genügend Rechenleistung verfügt, um die erforderlichen Berechnungen durchzuführen. Ein gutes Beispiel wäre die molekulare Modellierung. Große Moleküle sind für moderne Computer viel zu komplex, um zu berechnen, was mit ihnen während einer Reaktion passiert, aber die Leistung von Quantencomputern könnte die Türen für ein besseres Verständnis dieser Moleküle öffnen.

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

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Externe Links[edit]


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