DE102023100265A1 - Mobiles, Quantenalgorithmen ausführendes Quantencomputersystem zur Sensorleistungsfähigkeitssteigerung und Sensordatenverarbeitungsbeschleunigung - Google Patents

Abstract

Das hier vorgelegte Dokument schlägt eine mobile Vorrichtung mit einem Quantencomputersystem QUSYS vor, das einen Quantencomputer QC1, QC2 umfasst, und mit Sensoren SENS. Die Sensoren SENS und ggf. Vorrichtungen, die mit der mobilen Vorrichtung über drahtgebundene und/oder drahtlose Datenverbindungen datentechnisch verbunden sind, übertragen Sensordaten an das Quantencomputersystem QUSYS, das einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführt, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS steigern und/oder welche die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren SENS und/oder anderer Daten beschleunigen.

Description

• Das hier vorgelegte Dokument nimmt hiermit die Prioritär der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 112 917.6 vom 18.05.2021 und DE 10 2022 105 465.9 vom 08.03.2022 in Anspruch.
• Stand der Technik
• Die hier vorgelegte Schrift verweist beispielsweise auf die Schriften DE 10 2020 007 977 B4 , DE 10 2020 125 189 A1 , DE 10 2020 101 784 B3 , DE 10 2020 007 977 B4 und auf das Buch Steven Prawer (Herausgeber), Igor Aharonovich (Herausgeber), „Quantum Information Processing with Diamond: Principles and Applications“, Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Band 63, Woodhead Publishing, 8. Mai 2014, ISBN-10 : 0857096567, ISBN-13 : 978-0857096562, deren Inhalt, soweit das Rechtssystem eines Staates, in dem eine spätere Internationalisierung dieser Anmeldung erfolgt, dies zulässt, teil der Offenlegung der hier vorgelegten Schrift sind.
• Alle diese Schriften beschreiben nicht die Struktur eines SW-Stacks für einen NV-Zentren basierenden Quantencomputer mit Quantenpunkten, die NV-Zentren umfassen, und nuklearen Kernquantenbits mit Kernquantenpunkten, die die Atomkerne von Isotopen mit magnetischem Moment umfassen.
• Die Quantenpunkte des hier vorgelegten Dokuments koppeln bevorzugt mittels magnetischer Dipol-Dipol-Wechselwirkung. Die Quantenpunkte des hier vorgelegten Dokuments koppeln mit den Kernquantenpunkten des hier vorgelegten Dokuments bevorzugt ebenfalls mittels magnetischer Dipol-Dipol-Wechselwirkung.
• Feld der Erfindung
• Die Erfindung richtet sich auf einen Quantencomputer mit einem Quanten-Computer-Stack bzw. auf einen Quantencomputer, der Teile eines Quantencomputer-Stacks umfasst und auf den Quanten-Computer-Stack selbst.
• Zum Stand der Technik wird auf die Patentfamilie der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 125 169 A1 wird hier beispielhaft verwiesen.
• Aufgabe
• Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für die Verfahren zur Abarbeitung eines Software-Stacks eines NV-Zentren basierenden Quantencomputers anzugeben.
• Diese Aufgabe wird durch eine unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
• Lösung der Aufgabe
• 1 zeigt den Aufbau eines Quanten-Computer-Stacks für einen NV-Zentren basierenden Quantencomputer.
• Nukleare Quantenbits (¹³C, ¹⁴N, ¹⁵N) in einem Diamantmaterial bilden die Qbits des Quantencomputers. NV-Zentren als Ancilla Quantenbits stellen elektronische Quantenbits dar. Die NV-Zentren verbinden die nuklearen Quantenbits (¹³C, ¹⁴N, ¹⁵N) des Quantencomputers innerhalb einer QuantenALU miteinander. Die hier vorgelegte Schrift verweist auf die Schrift WO 2021 083 448 A1 , deren Offenbarungsgehalt vollumfänglicher Teil der hier vorgelegten Schrift ist. In diesem Zusammenhang verweist das hier vorgelegte Dokument beispielhaft auch auf die Patentfamilie der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 125 169 A1 , deren Offenbarungsgehalt Teil der hier vorgelegten Anmeldung ist. Die NV-Zentren sind in der 1 durch das N - für Stickstoff - und das e für die Elektronenkonfiguration des jeweiligen NV-Zentrums symbolisiert. Das e symbolisiert dabei die jeweilige Elektronenkonfiguration der jeweiligen NV-Zentren in dem Diamantmaterial. Die nuklearen und elektronischen Quantenbits sind Teil der Hardware und interagieren über weitere Hardwareelemente, wie sie beispielsweise in den Schutzrechtsanmeldungen der Patentfamilie der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 125 169 A1 beschrieben sind, miteinander.
• Quantencomputer
• Diese Schrift beschreibt auf Basis der in der DE 10 2020 101 784 B3 beschriebenen technischen Lehre einen Quantencomputer. Die hier vorgelegte Schrift beschreibt einen Quantencomputer mit beispielhafter optischer Auslesung. Alternativ oder ergänzend dazu beschreibt die hier vorgelegte Schrift einen Quantencomputer mit beispielhafter elektrischer Auslesung. Basis des hier vorgestellten Quantencomputers sind Quantenpunkte. Bevorzugt umfassen die Quantenpunkte paramagnetische Zentren in einem Substrat. Bevorzugt umfasst das Substrat Diamant. Bevorzugt umfassen die paramagnetischen Zentren NV-Zentren und/oder SiV.-Zentren und/oder TR1-Zentren und/oder ST1-Zentren. Besonders bevorzugt umfassen die paramagnetischen Zentren NV-Zentren. Der hier vorgestellte Quantencomputer weist dabei bevorzugt eine optische Vorrichtung auf. Die optische Vorrichtung dient gemäß der technischen Lehre der hier vorgelegten Schrift zum Ersten bevorzugt der Bestrahlung von Quantenpunkten und damit der Bestrahlung der paramagnetischen Zentren mit Pumpstrahlung. Zum Zweiten dient die optische Vorrichtung bevorzugt der Extraktion von Fluoreszenzstrahlung der Quantenpunkte in Form der NV-Zentren. Bevorzugt dient somit die optische Vorrichtung der Extraktion von Fluoreszenzstrahlung paramagnetischer Zentren. Bevorzugt dient somit die optische Vorrichtung der Extraktion von Fluoreszenzstrahlung von NV-Zentren. Ein optisches Funktionselement der Vorrichtung ist somit bevorzugt ein paramagnetisches Zentrum in einem Kristall, insbesondere ein NV-Zentrum in einem Diamantkristall und/oder ein SiV-Zentrum in einem Diamantkristall und/oder TR1-Zentrum in einem Diamantkristall und/oder ST1-Zentrum in einem Diamantkristall und/oder ein G-Zentrum in einem Siliziumkristall oder ein paramagnetisches Zentrum in einem Mischkristall aus Elementen der IV. Hauptgruppe des Periodensystems. In diesem Zusammenhang verweist die hier vorgelegte Schrift auf das deutsche Patent DE 10 2020 101 784 B3 , dessen technische Lehre vollumfänglicher Teil dieser Offenlegung, soweit dies entsprechend dem Recht des Staates, in dem eine Nationalisierung einer internationalen Anmeldung des Inhalts der hier vorgelegten Schrift erfolgt, dies zulässt.
• Bevorzugt umfasst ein solcher Quantencomputer ein oder mehrere mikrointegrierte Schaltungen zur Erzeugung der Radiofrequenzsignale, der Mikrowellensignale, der Gleichspannungen und Ansteuerströme und der Ansteuerung der Lichtquelle LED, die als Pumpstrahlungsquelle zum Zurücksetzen der Quantenpunkte der Quantenbits des verlegbaren Quantencomputers dient.
• Alle diese Komponenten des verlegbaren Quantencomputers inclusive der besagten mikrointegrierten Schaltungen sind bevorzugt auf dem Schaltungsträger untergebracht, der dadurch besonders kompakt gestaltet sein kann.
• Die hier vorgelegte Schrift offenbart einen Quantencomputer mit einem SW-Stack (Software-Stack). Ein Smartphone oder ein tragbares Quantencomputersystem oder ein Fahrzeug oder ein autonomes Transportmittel oder ein Roboter oder ein Flugzeug oder ein Flugkörper oder eine Rakete oder ein Satellit oder ein Rumflugkörper oder eine Raumstation oder ein Schwimmkörper oder ein Schiff oder ein Unterwasserfahrzeug oder ein Unterwasserschwimmkörper oder ein verlegbares Waffensystem oder eine andere mobile Vorrichtung kann beispielsweise einen solchen verlegbaren Quantencomputer mit einem SW-Stack umfassen. Das hier vorgelegte Dokument bezeichnet bevorzugt alle diese Geräte im Folgenden zur Vereinfachung als Fahrzeuge. Auch kann eine Antriebseinheit für solche Systeme einen solchen verlegbaren Quantencomputer umfassen. Eine solche Antriebseinheit kann ein elektrostatischer oder elektromagnetischer Motor oder ein Verbrennungsmotor oder eine Wärmekraftmaschine oder eine Turbine oder ein Jet-Triebwerk oder ein Hyperschalltriebwerk oder ein Raketentriebwerk oder ein Plasmatriebwerk oder ein Triebwerk mit einem magnetischen Feld zum Einschluss eines Plasmas, wie beispielsweise aus dem Vasimir-Projekt bekannt, sein. (Siehe z.B.: Franklin R. Chang Diaz, F. Wall y Baitty, Jared P. Squire, Richard H. Goulding, Edgar A. Bering, Roger D. Bengtson, „The Vasimr Engine: Project Status and Recent Accomplishments”, herunterladbar am 09.01.2022 von
  https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20110011201/downloads/20110011201.pdf.) Verlegbarkeit bedeutet dabei im Sinne der hier vorgelegten Schrift, dass die beanspruchte Vorrichtung dazu geeignet und ausgelegt ist, in kurzer Zeit von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort verbracht zu werden und sowohl am ersten Ort als auch am zweiten Ort und/oder während der Verbringung vom ersten Ort an den zweiten Ort betrieben zu werden. Unter kurzer Zeit ist hier typischerweise eine Zeit kürzer als ein Tag, besser kürzer als 12h, besser kürzer als 6h, besser kürzer als 2h, besser als 1h, besser kürzer als 30Min., besser kürzer als 15Min, besser kürzer als 5Min., besser kürzer als 2 Min., besser kürzer als 1 Min. zu verstehen. Die Zeit zur Verlegung der Vorrichtung von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort kann auch 0s betragen, wenn die Vorrichtung quasi sofort aus Benutzersicht einsetzbereit ist und/oder permanent einsetzbereit ist und sich beispielsweise einfach nur bewegt, also während der Bewegung beispielsweise einsatzfähig bleibt. Wobei Einsatzbereitschaft hier im Sinne der hier vorgelegten Schrift das Bereitstehen zum bestimmungsgemäßen Gebrauch bedeutet.
• Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf die 1.
• Das hier vorgelegte Dokument schlägt einen verlegbaren Quantencomputer QC in einer mobilen Vorrichtung vor. Der verlegbare Quantencomputer QC weist einen Software-Stack 1 (siehe 5) auf. Wie die hier vorgelegte Schrift den Begriff mobile Vorrichtung auffasst, ist oben beschrieben. Kern des Quantencomputers QC bildet ein Substrat D. Das Substrat D weist bevorzugt einen oder mehrere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 auf. Deren Natur wird im Folgenden noch näher erläutert. Die hier vorgelegte Schrift bezieht sich in diesem Zusammenhang aber ausdrücklich auch auf die Schrift DE 10 2020 007 977 B4 , deren Inhalt voll umfänglicher Teil des Offenbarungsgehalts der hier vorgelegten Schrift ist, soweit im Falle einer späteren Nationalisierung einer späteren internationalen Anmeldung das Rechtssystem des Staats in dem die Nationalisierung erfolgt dies zulässt.
• Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 befinden sich bevorzugt in dem Substrat D. Bevorzugt ist das Substrat D im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 dotiert. Bevorzugt verschiebt diese Dotierung das Fermi-Niveau im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in der Art, dass die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 elektrisch geladen sind. Bevorzugt ist das Substrat D im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 n-dotiert. Bevorzugt verschiebt diese n-Dotierung das Fermi-Niveau im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in der Art, dass die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 negativ elektrisch geladen sind.
• Das Weiteren umfasst der hier vorgestellte verlegbare Quantencomputer QC bevorzugt eine Lichtquelle LD und einen zugehörigen Lichtquellentreiber LDRV. Um den Quantenzustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 innerhalb des Substrats D beeinflussen zu können, weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC bevorzugt eine oder mehrere Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 auf. Bevorzugt umfasst der verlegbare Quantencomputer QC eine Steuervorrichtung µC.
• Bevorzugt führt die Steuervorrichtung µC den Software-Stack 1 aus.
• Die Steuervorrichtung µC führt ein SPc Laser-Kontrollprogramm 13 aus. Die Steuervorrichtung µC steuert mittels des SPc Laser-Kontrollprogramms 13 bevorzugt den Lichtquellentreiber LDRV und damit die Emission von Pumpstrahlung LB mit der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. Der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC umfasst bevorzugt einen einem Wellenformgenerator WFG zur Steuerung des Lichtquellentreibers LDRV mittels eines Sendesignals S5. Die Steuervorrichtung µC steuert bevorzugt auch den Wellenformgenerator WFG mittels dieses SPc Laser-Kontrollprogramms 13.
• Die Steuervorrichtung µC führt ein Kontrollprogramm 15 für die Kontrolle der Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 aus. Die Steuervorrichtung µC steuert mittels dieses Kontrollprogramms 15 bevorzugt auch die eine oder mehrere und/oder alle Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Die Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verändern dabei mittels Ansteuerleitungen LV1, LV2, LH1 die Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder von ein oder mehreren nuklearen Kernquantenpunkten CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Die Steuervorrichtung µC kann dabei bevorzugt mittels dieses Kontrollprogramms 15 und mittels der Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 durch Ansteuerung der Ansteuerleitungen LV1, LV2, LH1 Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Kernquantenpunkten der Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ koppeln.
• Der vorgeschlagene Quantencomputer QC umfasst bevorzugt auch ein optisches System OS zur Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Substrat D mit der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD. Die Steuervorrichtung µC führt ein Kontrollprogramm 16 für die Kontrolle des optischen Systems OS aus.
• Die Steuervorrichtung µC weist bevorzugt einen Speicher einem oder mehrere Speicher RAM, NVM. der Steuervorrichtung µC für Programmbefehle und Daten auf. Der Speicherinhalt dieses Speichers RAM, NVM. der Steuervorrichtung µC umfasst bevorzugt
1. 1. ein oder mehrere Anwendungsprogramme 2 und/oder
2. 2. hybride quantentechnologisch/klassische Programme und Software 3 und/oder
3. 3. klassische Algorithmen 4, wobei klassische Algorithmen sind alle Algorithmen im Sinne dieses Dokuments, die keine Quantenzustände ändern, wenn sie durch die Steuervorrichtung µC ausgeführt werden, und/oder
4. 4. klassische Programme und Software 5, wobei klassische Programme und Software Programme im Sinne dieses Dokuments sind, die auf klassischen Rechnern 6 in Harvard- und von-Neumann-Architektur ablauffähig sind, und/oder
5. 5. quantentechnologische Algorithmen 7, wobei quantentechnologische Algorithmen im Sinne dieses Dokuments zumindest einen Quantenzustand zumindest eines Quantenbits, das zumindest einen Quantenpunkt NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder zumindest einen Kernquantenzustand zumindest eines Kernquantenbits, das zumindest einen Quantenpunkt CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC aufweist, ändern, wenn die Steuervorrichtung µC diese quantentechnologischen Algorithmen ausführt, und/oder
6. 6. abstrakte Quantengatter-Modelle 8 und/oder
7. 7. einen Transcompiler 9 , bevorzugt mit Optimierer- und Quantenfehlerkorrekturfunktion, und/oder
8. 8. ein Quantengatter-Hardware-Modell 11 und/oder
9. 9. das Kontrollprogramm 12 für die Kontrolle und Steuerung des einen oder der mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes mittels einer oder mehrerer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA, insbesondere vertikaler Leitungen LV1, LV2 oder horizontaler Leitungen LH1 am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, zum Einwirken auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC, und/oder
10. 10. ein SPc Laser-Kontrollprogramm 13 für die Kontrolle und Steuerung des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und damit der Lichtquelle LD, die mittels der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC einwirkt, und/oder
11. 11. ein Kontrollprogramm 14 für die Ansteuerung die Kontrolle und das Auslesen von Werten der Mittel PD, V zum optischen Auslesen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC durch die Steuervorrichtung µC und/oder
12. 12. ein Kontrollprogramm 16 zur Kontrolle und Steuerung des optischen Systems OS, um das Einstrahlen des Laser-Strahls LB in das Substrat D bei Bedarf zu optimieren, und/oder
13. 13. ein Kontrollprogramm 17 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Kontrolle und Einstellung von DC-Strompegeln und/oder DC-Spannungspegeln zu Beeinflussung von bestimmten Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder bestimmten Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC in der Art, dass sie ggf. nicht an einer Hardware-Operation teilnehmen oder an einer Hardware-Operation teilnehmen, und/oder
14. 14. ein Positionskontrollprogramm 22 zur Kontrolle und Steuerung einer Positioniervorrichtung XT, YT zur Positionierung und ggf. Ausrichtung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS und/oder
15. 15. ein Temperaturkontrollprogramm 23 zur Erfassung der Temperatur mittel Temperatursensoren ST und zur Regelung einer Temperatur auf eine Zieltemperatur und zur Kontrolle einer oder mehrerer Kühlvorrichtungen KV und/oder einer oder mehrerer Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS und
16. 16. ein Datenschnittstellenprogramm 28 zur Steuerung und Kontrolle einer oder mehrerer Datenschnittstellen DBIF und/oder
17. 17. ggf. ein Fahrzeugkontrollprogramm 24 zur Kontrolle und Steuerung von ggf. vorhandenen Fahrzeugfunktionen eines ggf. fahrenden, verlegbaren Quantencomputers QC und/oder
18. 18. ein oder mehrere Messwerterfassungsprogramme 26 zur Abfrage der Messwerte und zur Steuerung und Kontrolle der zugehörigen Messsysteme und
19. 19. ein Kryptografieprogramm 25 zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von Daten, die der Quantencomputer QC und/oder die Steuervorrichtung µC über die die Datenschnittstelle DBIF erhalten, und/oder zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von anderen Daten des Quantencomputers QC, und/oder
20. 20. ggf. eine Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 zur Lagebeurteilung des Gesamtzustands des Fahrzeugs und/oder der Umgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Messwerten.
• Des Weiteren umfasst der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC bevorzugt eine optische und/oder elektronische Quantenzustandsauslesevorrichtung zum Auslesen der aktuellen Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Im Fall einer optischen Quantenzustandsauslesevorrichtung umfasst die Quantenzustandsauslesevorrichtung bevorzugt einen Fotodetektor PD und einen Verstärker V.
• Im Fall einer elektrischen Quantenzustandsauslesevorrichtung umfasst die Quantenzustandsauslesevorrichtung bevorzugt Kontakte zur Kontaktierung des Substrats D und eine Spannungsquelle zur Erzeugung einer Extraktionsspannung zwischen solchen Kontakten des Substrats D und einen Verstärker V zu Verstärkung des so extrahierten Fotostromes der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3.
• Der Verstärker V kann einen Transimpedanzverstärker als internen Verstärker IVV umfassen. In dem Fall umfasst Quantenzustandsauslesevorrichtung eine Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3.
• Typischerweise erzeugt der Wellenformgenerator WFG ein Lichtquellensteuersignal S5 typischerweise in Abhängigkeit von Einstellungen der Steuervorrichtung µC. Typischerweise beeinflusst und/oder steuert der Ablauf des SPc Laser-Kontrollprogramms 13, das die Steuervorrichtung µC ausführt, das Lichtquellensteuersignal S5. Der Lichtquellentreiber LDRV versorgt bevorzugt die Lichtquelle LD mit elektrischer Energie. Diese Versorgung der Lichtquelle LD mit elektrischer Energie erfolgt bevorzugt a) in Abhängigkeit von dem Lichtquellensteuersignal S5 und ggf. typischerweise b) in Abhängigkeit von Einstellungen der Steuervorrichtung µC und typischerweise c) in Abhängigkeit vom Ablauf des SPc Laser-Kontrollprogramms 13. Die Steuervorrichtung µC steuert typischerweise den Wellenformgenerator WFG in Abhängigkeit vom Ablauf des SPc Laser-Kontrollprogramms 13.
• Die Lichtquelle LD bestrahlt zumindest zeitweise mittels des optischen Systems OS den Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. Die Steuervorrichtung µC führt ein Kontrollprogramm 16 für die Kontrolle des optischen Systems OS aus. Hierdurch kontrolliert der Ablauf des ein Kontrollprogramms 16 zur die Kontrolle des optischen Systems OS die zumindest zeitweise Bestrahlung des Quantenpunkt oder der mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp durch die Lichtquelle LD mittels des optischen Systems OS.
• Der eine Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 emittieren Fluoreszenzstrahlung FL mit einer Fluoreszenzstrahlungswellenlänge λ_fl in Folge der Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp.
• Im Falle des optischen Auslesens der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 erfasst der Fotodetektor PD mittels des optischen Systems OS zumindest einen Teil der Fluoreszenzstrahlung FL. Die Steuervorrichtung µC führt dann ein Kontrollprogramm 12 für die Kontrolle des Systems zum optischen Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 aus. Das System zum optischen Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 umfasst bevorzugt einen Fotodetektor PD und einen nachfolgenden Verstärker V. Der Fotodetektor PD wandelt in diesem Fall zumindest einen Teil der Fluoreszenzstrahlung FL ein Empfängerausgangssignal S0. Ein nachfolgender Verstärker V verstärkt und filtert ggf. das Empfängerausgangssignal S0 zu einem Empfangssignal S1. Die Steuervorrichtung µC führt das Kontrollprogramm 12 für die Kontrolle des Fotodetektors PD und des Verstärkers V aus.
• Im Fall der elektronischen Auslesung der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 erzeugt die Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 das Empfangssignal S1. Die Steuereinrichtung µC steuert mittels des Kontrollprogramms 15 für die Kontrolle der Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 die eine oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Das Kontrollprogramm 15 für die Kontrolle der Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 kann durch die Steuerung der einer oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ändern. Das SPc Laser-Kontrollprogramm 13 für die Kontrolle des Lichtquellentreibers LDRV kann durch die Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ändern. Die Steuereinrichtung µC kann somit durch die Steuerung der einer oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder durch die Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ändern. Die Steuereinrichtung µC kann somit auch durch die Steuerung der einer oder der mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder durch die Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 miteinander verkoppeln.
• Die Steuervorrichtung µC verfügt hierzu typischerweise über Mittel, um aus einem oder mehreren Empfangssignalen S1 ein Messwertsignal S4 mit einem oder mehreren Messwerten zu erzeugen. Dabei hängt das Messwertsignal S4 von Quantenzuständen von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 ab.
• Das Besondere des Quantencomputers QC ist, dass der verlegbare Quantencomputer QC und/oder die mobile Vorrichtung im Gegensatz zum Stand der Technik eine verlegbare Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) zur Versorgung zumindest eines Teils der Teilvorrichtungen des Quantencomputers QC mit Energie aufweist.
• Die Steuervorrichtung µC steuert bevorzugt mittels eines Energieversorgungskontrollprogramms diese verlegbare Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG). Das Energieversorgungskontrollprogramm ist bevorzugt ein Hardwareprogramm, das die Steuervorrichtung µC oder eine andere Rechnereinheit des Quantencomputers QC kontinuierlich ausführt.
• Die verlegbare Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) weist bevorzugt eine mobile Energieversorgung (LDV, TS, BENG) und eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG, insbesondere einen Spannungswandler oder einen Spannungsregler oder einen Stromregler, auf.
• Bevorzugt weist eine weitere Ausprägung des verlegbaren Quantencomputers QC nicht nur Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 auf, sondern auch ein oder mehrere nukleare Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auf. In diesem Fall weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC bevorzugt auch eine oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auf. Typischerweise sind die eine oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ganz oder zumindest in Teilen identisch mit den einen oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, die somit dann gleichzeitig auch eine oder die mehrere Vorrichtungen zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ sind. Bevorzugt ist daher ein das Kontrollprogramm für die Kontrolle der Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ identisch mit dem Kontrollprogramm 15 für die Kontrolle der Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Die Steuervorrichtung µC führt bevorzugt das besagte Kontrollprogramm für die Kontrolle der Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ aus.
• Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ befinden sich bevorzugt in dem gemeinsamen Substrat D.
• Die Steuervorrichtung µC steuert bevorzugt mittels des Kontrollprogramms 15 die eine oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes. Die Steuervorrichtung µC kann dann bevorzugt mittels des Kontrollprogramms 15 durch Ansteuerung der einen oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD kann Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ändern. Die Steuervorrichtung µC kann dann bevorzugt mittels des Kontrollprogramms 15 durch Ansteuerung der einer oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD kann Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit anderen Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 verkoppeln Die Steuervorrichtung µC kann dann bevorzugt mittels des Kontrollprogramms 15 durch Ansteuerung der einer oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD kann Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ verkoppeln. Die Steuervorrichtung µC kann dann bevorzugt mittels des Kontrollprogramms 15 durch Ansteuerung der einer oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes und/oder mittels des SPc Laser-Kontrollprogramms 13 durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit anderen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ verkoppeln. Dabei hängt das Messwertsignal S4 von Quantenzuständen von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder von Zuständen von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ab.
• Bevorzugt versorgt die mobile Energieversorgung (LDV, TS, BENG) die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit Energie, wobei wiederum bevorzugt die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG andere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC mit elektrischer Energie versorgt.
• Bevorzugt umfasst die mobile Energieversorgung (LDV, TS, BENG) eine Ladevorrichtung LDV und eine Trennvorrichtung TS und eine Energiereserve BENG. Dies ermöglicht eine Verbesserung der EMV Empfindlichkeit des verlegbaren Quantencomputers QC. (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit). Hierzu weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC bevorzugt einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf. In dem ersten Betriebsmodus des verlegbaren Quantencomputers QC verbindet zum Ersten die Trennvorrichtung TS die Ladevorrichtung LDV mit der Energiereserve BENG, sodass die Ladevorrichtung LDV in diesem ersten Betriebsmodus die Energiereserve BENG mit elektrischer Energie einer externen Energieversorgung PWR lädt. In dem ersten Betriebsmodus verbindet zum Ersten die Trennvorrichtung TS die Ladevorrichtung LDV mit der Energieaufbereitungsvorrichtung SRG verbindet und zum Zweiten versorgt die Ladevorrichtung LDV die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie der externen Energieversorgung PWR. In dem zweiten Betriebsmodus trennt bevorzugt zum Ersten die Trennvorrichtung TS die Ladevorrichtung LDV von der der Energiereserve BENG und zum Zweiten die Trennvorrichtung TS die Ladevorrichtung LDV von der Energieaufbereitungsvorrichtung SRG. In dem zweiten Betriebsmodus versorgt zum Dritten bevorzugt die Energiereserve BENG die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie.
• In einer weiteren Ausprägung umfasst der verlegbarer Quantencomputer QC ein Gehäuse GH und eine Abschirmung AS. Bevorzugt befinden sich die Lichtquelle LD und der Lichtquellentreiber LDRV und das Substrat D und die Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes und die Steuervorrichtung µC und der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und das optische System OS und ggf. der Verstärker V und die Abschirmung AS sich innerhalb des Gehäuses GH. Dies schützt diese Vorrichtungsteile und ggf. die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ im Substrat D vor störenden EMV-Einflüssen. Typischerweise kann die Abschirmung AS Teil des Gehäuses GH oder das Gehäuse GH selbst sein. Bevorzugt befinden sich zumindest Teile der Vorrichtungsteile der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) des verlegbaren Quantencomputers QC oder solche Teile der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) des verlegbaren Quantencomputers QC, die für eine gewisse Zeit eine autonome Energieversorgung für einen autonomen Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC ermöglichen, sich innerhalb des gemeinsamen Gehäuses GH. Bevorzugt verfügen die Teile über eine eigene Abschirmung AS.
• Eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG und eine Energiereserve BENG der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) des Quantencomputers QC befinden sich bevorzugt innerhalb der Abschirmung AS.
• Damit der verlegbare Quantencomputer QC als mobiler Quantencomputer QC auch während der Verlegung betrieben werden kann, umfasst der verlegbare Quantencomputer QC Mittel zu seinem Betrieb, wobei der verlegbare Quantencomputer QC und alle notwendigen Mitteln zum Betrieb dieses verlegbaren Quantencomputers QC Teil einer mobilen Vorrichtung sind. Damit dies möglich ist, sind typischerweise diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC ebenfalls verlegbar. Aus dem gleichen Grund sind diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC bevorzugt Teil des verlegbaren Quantencomputers QC. Sowohl der verlegbare Quantencomputer QC als auch diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC sind bevorzugt Teil der mobilen Vorrichtung. Dabei ist typischerweise unerheblich, ob der Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC trotz des Vorhandenseins aller Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC als Teil des verlegbaren Quantencomputers QC an Mittel und/oder Kommandos von außerhalb des verlegbaren Quantencomputers QC gekoppelt ist.
• Wie oben bereits erwähnt, ist der verlegbare Quantencomputer QC oft Teil einer mobilen Vorrichtung, wobei die mobile Vorrichtung insbesondere ein Smartphone oder ein tragbares Quantencomputersystem oder ein Fahrzeug oder ein Roboter oder ein Flugzeug oder ein Flugkörper oder ein Satellit oder ein Rumflugkörper oder eine Raumstation oder ein Schwimmkörper oder ein Schiff oder ein Unterwasserfahrzeug oder ein Unterwasserschwimmkörper oder ein verlegbares Waffensystem oder eine andere mobile Vorrichtung sein kann.
• Bevorzugt umfasst der verlegbare Quantencomputer QC vorzugsweise eine Positioniervorrichtung XT, YT. Die Steuervorrichtung µC führt bevorzugt ein Positionskontrollprogramm 22 zur Kontrolle und Steuerung der Positioniervorrichtung XT, YT aus. Das Positionskontrollprogramm 22 zur Kontrolle und Steuerung der Positioniervorrichtung XT, YT kann bevorzugt mittels der Positioniervorrichtung XT, YT das Substrat D so gegenüber dem optischen System OS positionieren, dass das optische System OS im Zusammenwirken mit der einen oder den mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes zum Ersten in einer ersten Positionierung eine erste Menge von Quantenpunkten mit einer ersten Anzahl von Quantenpunkten und ggf. einer zweiten Anzahl von Kernquantenpunkten ansteuern kann und zum Zweiten in einer zweiten Positionierung eine zweite Menge von Quantenpunkten mit einer dritten Anzahl von Quantenpunkten und ggf. einer vierten Anzahl von Kernquantenpunkten ansteuern kann. Die Steuervorrichtung µC steuert bevorzugt die Positioniervorrichtung XT, YT für das Substrat D mittels des Positionskontrollprogramms 22 in der Art, dass sie die erste Positionierung oder die zweite Positionierung oder weitere Positionierungen einnimmt. Auf diese Weise kann sich der verlegbare Quantencomputer QC stets so in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur im Betrieb und/oder in Betriebspausen umkonfigurieren, dass er stets ein Maximum an Quantenpunkten und Kernquantenpunkten nutzen kann.
• In einer weiteren Verfeinerung weist daher der verlegbare Quantencomputer QC einen Temperatursensor ST aufweist, der einen Temperaturmesswert für die Temperatur des Substrats D oder für die Temperatur einer damit thermisch verbundenen Teilvorrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC ermittelt. Bevorzugt wertet die Steuervorrichtung µC die temperaturmesswerte des Temperatursensors ST aus. Bevorzugt nutzt das Positionskontrollprogramm 22, das die die Steuervorrichtung µC zur Kontrolle und Steuerung einer Positioniervorrichtung XT, YT ausführt, die Temperaturmesswerte des Temperatursensors ST.
• Somit ergibt sich eine Version des verlegbaren Quantencomputers QC, wobei der verlegbare Quantencomputer QC dazu eingerichtet und vorgesehen ist, mit einer verringerten ersten Anzahl an Quantenpunkten auch bei Raumtemperatur des Substrats D oder einem Temperaturmesswert, der einem Wert größer als 0°C entspricht, arbeiten zu können. Gleichzeitig ist dann der verlegbare Quantencomputer QC dazu jedoch ebenfalls eingerichtet und vorgesehen, mit einer erhöhten, dritten Anzahl an Quantenpunkten bei einem Temperaturmesswert, der einem Wert kleiner als 0°C entspricht, arbeiten zu können. Auf diese Weise kann sich der verlegbare Quantencomputer QC stets so in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur im Betrieb und/oder in Betriebspausen umkonfigurieren, dass er stets ein Maximum an Quantenpunkten und Kernquantenpunkten nutzen kann.
• Die hier vorgelegte Schrift offenbart daher in einer Ausprägung einen verlegbaren Quantencomputer QC, der dazu eingerichtet und vorgesehen ist, mit einer verringerten zweiten Anzahl an Kernquantenpunkten auch bei Raumtemperatur des Substrats D oder einem Temperaturmesswert, der einem Wert größer als 0°C entspricht, arbeiten zu können. Bevorzugt ist der verlegbare Quantencomputer QC gleichzeitig dazu eingerichtet und vorgesehen, mit einer erhöhten vierten Anzahl an Kernquantenpunkten bei einem Temperaturmesswert, der einem Wert kleiner als 0°C entspricht, arbeiten zu können. Auf diese Weise kann sich der verlegbare Quantencomputer QC stets so in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur im Betrieb und/oder in Betriebspausen umkonfigurieren, dass er stets ein Maximum an Quantenpunkten und Kernquantenpunkten nutzen kann.
• In einer weiteren Ausprägung weist der verlegbare Quantencomputer QC eine oder mehrere verlegbare Kühlvorrichtungen KV auf, die zusammen mit dem verlegbaren Quantencomputer (QC) verlegbar sind. Eine oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV sind dabei bevorzugt dazu geeignet und/oder vorgesehen, die Spin-Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D zu senken. Die Steuervorrichtung µC steuert bevorzugt mittels eines Temperaturkontrollprogramms 23 eine oder mehrere verlegbare Kühlvorrichtungen KV. Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung µC mittels eines Temperaturkontrollprogramms 23 eine oder mehrere verlegbare Kühlvorrichtungen KV in Abhängigkeit von einem Temperaturmesswert eines Temperatursensors ST. Die Steuervorrichtung µC kann beispielsweise mittels des Temperaturkontrollprogramms 23 einen PID-Regler oder einen PD-Regler oder einen PI-Regler oder einen anderen Regler mit einer komplexeren Regelcharakteristik oder dergleichen emulieren.
• In einer weiteren Ausprägung senken eine oder mehrere solcher Kühlvorrichtungen KV die Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D soweit, dass der verlegbare Quantencomputer QC mit einer gegenüber der verringerten ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 erhöhten dritten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 arbeiten kann. Bevorzugt senken eine oder mehrere solcher Kühlvorrichtungen KV die Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D soweit, dass der Quantencomputer QC mit einer gegenüber der verringerten zweiten Anzahl an Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit einer erhöhten vierten Anzahl an Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ arbeiten kann.
• In einer weiteren Ausprägung umfassen eine oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV des Quantencomputers QC ein oder mehrere Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS oder ein oder mehrere verlegbares Closed Loop Helium Gas Cooling Systeme HeCLCS umfassen ein oder mehrere verlegbare Kühlvorrichtungen KV.
• In einer weiteren Ausprägung umfasst der verlegbare Quantencomputer QC eine verlegbare zweite verlegbare Energieversorgung BENG2, die von der ersten verlegbaren Energieversorgung BENG verschieden ist. Bevorzugt versorgt die zweite verlegbare Energieversorgung BENG2 ein oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV und/oder ein oder mehrere der Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS mit Energie.
• In einer anderen Ausprägung weisen der verlegbare Quantencomputer QC und/oder die mobile Vorrichtung eine mobilen Datenschnittstelle DBIF, insbesondere eine mobilen Funkdatenschnittstelle und/oder eine drahtgebundene Datenschnittstelle, auf. Die Steuervorrichtung µC kontrolliert und steuert bevorzugt diese Datenschnittstelle DBIF mittels eines Datenschnittstellenprogramms 28.
• Bevorzugt kann mittels dieser Datenschnittstelle DBIF in einer weiteren Ausprägung ein übergeordnetes Rechnersystem, beispielsweise eine zentrale Steuervorrichtung ZSE, die Steuervorrichtung µC so steuern, dass die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC den verlegbaren Quantencomputer QC zur Durchführung zumindest einer Manipulation eines Zustands zumindest eines Quantenbits der Quantenbits NV1, NV2, NV3 und/oder zur Durchführung zumindest einer Manipulation eines Zustands zumindest eines nuklearen Kernquantenbits der nuklearen Kernquantenbits CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ veranlasst. Dabei steuert die übergeordnete zentrale Steuereinheit ZSE dabei bevorzugt die Steuervorrichtung µC über die mobile Datenschnittstelle DBIF und das Datenschnittstellenprogramm 28.
• Bevorzugt umfassen die erste verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 eine oder mehre Batterien und/oder einen oder mehrere Akkumulatoren oder einen oder mehrere Kondensatoren und/oder eine oder mehrere Zusammenschaltung mehrerer dieser Energiespeicher. Bevorzugt weisen der verlegbare Quantencomputer QC und/oder die mobile Vorrichtung eine oder mehrere Ladevorrichtungen LDV auf. Typischerweise sind eine oder mehrere Ladevorrichtungen LDV dazu bestimmt sind und/oder vorgesehen sind zumindest zeitweise in zumindest einigen oder allen der wiederaufladbaren Energiespeicher BENG, BENG2 Energie zu speichern.
• In einer Variante können in dem verlegbaren Quantencomputer QC die ersten verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 einen oder mehrere Energiespeicher umfassen, die Energie mittels chemischer und/oder elektrochemischer Vorgänge aus zumindest einem oder mehreren Fluiden erzeugen. In dem Fall weisen bevorzugt die ersten verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 und/oder der Quantencomputer QC einen oder mehrere Vorratstanks für diese Fluide auf. Einer oder mehrere dieser Vorratstanks versorgen einen oder mehrere Energiespeicher des Quantencomputers QC mit einem oder mehreren dieser Fluide, die typischerweise der Erzeugung von Energie dienen. Bevorzugt umfassen dabei einer oder mehrere der Energiespeicher eine oder mehrere galvanische Zellen und/oder eine oder mehrere Brennstoffzellen und/oder eine oder mehrere Verbrennungsmaschinen und/oder Turbinen und dergleichen, die jeweils mit einem oder mehreren elektrischen Generatoren gekoppelt sind, und/oder eine oder mehrere thermische Energieumwandlungsmaschinen, die jeweils mit einem oder mehreren elektrischen Generatoren gekoppelt sind. Eine oder mehrere der mobilen Energieversorgungen des Quantencomputers QC weisen dabei bevorzugt eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, insbesondere einen oder mehrere Spannungswandler und/oder einen oder mehrere Spannungsregler und/oder einen oder mehrere Stromregler, auf. Einer oder mehrere der Energiespeicher versorgen die Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG vorzugsweise mit Energie. Eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG versorgen vorzugsweise wiederum ein oder mehrere Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC mit jeweils für den betreffenden Vorrichtungsteil geeignet aufbereiteter und stabilisierter elektrischer Energie.
• In einer weiteren Variante des verlegbarer Quantencomputers QC umfassen die erste verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 einen oder mehrere Energiespeicher, die Energie mittels mechanischer Vorgänge erzeugen. Bevorzugt umfassen einer oder mehrere dieser Energiespeicher dann einen oder mehrere Generatoren und/oder eine oder mehrere Lichtmaschine und/oder einen oder mehrere als Generator betreibbaren Elektromotoren. Typischerweise weisen eine oder mehrere mobile Energieversorgungen des Quantencomputers QC eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, insbesondere einen oder mehrere Spannungswandler oder einen oder mehrere Spannungsregler oder einen oder mehrere Stromregler, auf. Einer oder mehrere der Energiespeicher versorgen eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG mit Energie. Eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG versorgen dann bevorzugt ein oder mehrere andere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC mit elektrischer Energie.
• In einer weiteren Variante des verlegbaren Quantencomputers QC umfassen die erste verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 bevorzugt einen oder mehrere Energiespeicher, die Energie mittels der Umwandlung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Licht, in elektrische Energie erzeugen. Dazu umfassen bevorzugt einer oder mehrere der Energiespeicher eine oder mehrere Solarzellen und/oder eine oder mehrere funktionsäquivalente Vorrichtungen, wie beispielsweise PN-Übergänge. In dem Fall weisen bevorzugt eine oder mehrere der mobilen Energieversorgungen des Quantencomputers QC eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, insbesondere einen oder mehrere Spannungswandler und/oder einen oder mehrere Spannungsregler und/oder einen oder mehrere Stromregler, auf. Einer oder mehrere der Energiespeicher der Energiereserve BENG, BENG2 des Quantencomputers QC versorgen dann typischerweise zumindest zeitweise eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG mit Energie. Eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG versorgen dann damit ein oder mehrere andere Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC mit elektrischer Energie.
• In einer weiteren Variante des verlegbarer Quantencomputers QC umfassen die ersten verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 einen oder mehrere Energiespeicher, die Energie mittels nuklearer Vorgänge erzeugen. Eine oder mehrere der mobile Energieversorgungen des Quantencomputers QC umfassen eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, insbesondere einen oder mehrere Spannungswandler und/oder einen oder mehrere Spannungsregler und/oder einen oder mehrere Stromregler. Einer oder mehrere der Energiespeicher der Energiereserve BENG, BENG2 des Quantencomputers QC versorgen bevorzugt zumindest zeitweise eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG mit Energie. Eine oder mehrere dieser Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG versorgen dann wiederum einen oder mehrere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC mit elektrischer Energie.
• In einer weiteren Ausprägung umfassen einer oder mehrere der Energiespeicher eine oder mehrere thermonukleare Batterien oder Radionuklidbatterien oder eine oder mehrere zu einer solchen thermonuklearen Batterie funktionsäquivalente Vorrichtungen.
• In einer weiteren Variante umfasst das Substrat D Diamant. In dem Fall sind bevorzugt ein oder mehrere der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in dem Substrat D Defektzentren und/oder paramagnetische Zentren in Diamant. Ganz besonders bevorzugt sind dann ein oder mehrere der Defektzentren in Diamant NV-Zentren oder ST1-Zentren oder SiV-Zentren oder TR12-Zentren.
• Bevorzugt umfasst der verlegbare Quantencomputer QC ein oder mehrere Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auf Basis von Isotopen mit einem magnetischen Moment µ. Dabei sind bevorzugt die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 gekoppelt.
• Bevorzugt ist das das Substrat D im Wesentlichen zumindest Bereichsweise im Bereich der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 isotopenrein. Dies hat den Vorteil das die magnetischen Momente der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 nicht mit solchen parasitären magnetischen Momenten von Verunreinigungen des Substrats D koppeln. Hierzu weisen die Isotope des Substrats D abgesehen von Atomen, die die Kernquantenpunkte CI11, CI12, CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ bilden, bevorzugt im Wesentlichen kein magnetisches Kernmoment auf.
• In einer weiteren Ausprägung weist der verlegbare Quantencomputer QC einen oder mehrere Lüfter und/oder einen oder mehrere Wärmetauscher zum Wärmeaustausch mit der Umgebung und/oder einen oder mehrere Wärmetauscher zum Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft und/oder einen oder mehrere Strahlungskühler zum Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft oder der Umgebung mittels elektromagnetischer Wärmestrahlung auf. Bevorzugt steuert und kontrolliert die Steuervorrichtung µC den einen oder mehrere Lüfter und/oder den einen oder mehrere Wärmetauscher mittels des Temperaturkontrollprogramms 23, das die Steuervorrichtung µC ausführt.
• In einer weiteren Variante des verlegbaren Quantencomputers QC tauschen ein oder mehrere der Lüfter und/oder ein oder mehrere der Wärmetauscher mit einer oder mehrerer der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV Energie in Form von Wärme aus.
• In einer weiteren Modifikation weist der verlegbare Quantencomputer QC eine internen Schirmung AS auf. Die interne Schirmung AS schirmt bevorzugt das Substrat D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und ggf. den Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ gegen elektromagnetische Felder der Steuervorrichtung µC und/oder des Speichers RAM, NVM und/oder der Energieversorgung SRG, TS, LDV, BENG, BENG2 und/oder des Lichtquellentreibers LDRV und/oder der Lichtquelle LD ab. In einer weiteren Modifikation weist der verlegbare Quantencomputer QC eine internen Schirmung AS auf. Die interne Schirmung AS schirmt bevorzugt das Substrat D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und ggf. den Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ gegen Magnetfelder der Steuervorrichtung µC und/oder des Speichers RAM, NVM und/oder der Energieversorgung SRG, TS, LDV, BENG, BENG2 und/oder des Lichtquellentreibers LDRV und/oder der Lichtquelle LD ab.
• Um den verlegbaren Quantencomputer QC als verlegen zu können, ist der verlegbare Quantencomputer QC in diesem Fall bevorzugt mit einem oder mehreren Rädern oder einem Fahrgestell oder zu diesen funktionsäquivalenten Vorrichtungsteilen, die auch angetrieben und/oder gebremst sein können, zumindest zeitweise ausgestattet.
• In einer anderen Ausprägung weist der verlegbarer Quantencomputer QC zumindest zeitweise eine oder mehrere Antriebsvorrichtungen auf. Vorschlagsgemäß handelt es sich bei einem oder mehreren der Antriebsvorrichtungen um ein Rad oder eine Schiffsschraube oder einen Propeller oder eine Turbine oder ein Raketentriebwerk oder ein Antriebsrad oder ein MHD-Triebwerk. Hierbei steht MHD für magnetohydrodynamisch. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung µC beispielsweise ein Fahrzeugkontrollprogramm 24 ausführen, das die Fahrzeugfunktionen eines solchen verlegbaren Quantencomputers QC kontrolliert und steuert. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC kann dabei beispielsweise auf Fahrzeugfunktionen wie beispielsweise die Antriebssteuerung, Bremsen Navigationsmittel und der gleichen zugreifen und so das Fahrzeug ggf. steuern.
• In Ausgestaltungen des verlegbaren Quantencomputers QC, die in einem Fluid betrieben und für Verlegungen bewegt werden sollen ist es zweckmäßig, wenn in gewissen Anwendungsfällen ein solcher verlegbarer Quantencomputer QC aerodynamisch und/oder hydrodynamisch geformte Funktionselemente zur Reduzierung und/oder Kontrolle aerodynamischer Effekte und/oder hydrodynamischer Effekte und/oder zur Erzeugung eines dynamischen Auftriebs, insbesondere Flügel und /oder Flaps, aufweist.
• In einigen speziellen Ausführungen des verlegbaren Quantencomputers QC ist es sinnvoll, elektronische Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC, zumindest teilweise in strahlenharter Elektronik ausgeführt sind. Solche, vorzugsweise strahlenhart ausgeführte Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC können beispielsweise umfassen:
• - die Steuervorrichtung µC und/oder
• - der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und/oder
• - der Rechnerkern CPU und/oder
• - die Datenschnittstelle DBIF und/oder
• - die interne Datenschnittstelle MDBIF und/oder
• - der Lichtquellentreiber LDRV und/oder
• - der Wellenformgenerator WFG und/oder
• - der Verstärker V und/oder
• - der Fotodetektor PD und/oder
• - die erste Kameraschnittstelle CIF und/oder
• - die zweite Kameraschnittstelle ClF2 und/oder
• - die erste Kamera CM1 und/oder
• - die zweite Kamera CM2 und/oder
• - der Temperatursensor ST und/oder
• - der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen und/oder
• - die Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz und /oder
• - die Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und/oder
• - die erste Energieaufbereitungsvorrichtung SRG und/oder
• - die zweite Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 und/oder
• - die Energiereserve BENG und/oder
• - die zweite Energiereserve BENG2 und/oder
• - die Trennvorrichtung TS und/oder
• - die Ladevorrichtung LDV.
• Dabei bedeutet strahlenhart im Sinne der hier vorgelegten Schrift, dass diese Funktionselemente des Quantencomputers QC für den Einsatz im Weltraum und/oder in Bereichen erhöhter ionisierender Strahlung, wie beispielsweise Kernreaktoren oder das Umfeld thermonuklearer Batterien vorgesehen und/oder geeignet sind.
• In vielen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, wenn der verlegbare Quantencomputer QC eine Steuervorrichtung µC aufweist, die zumindest zeitweise ein neuronales Netzwerkmodell ausführt. Das neuronale Netzwerkmodell, das die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt, verarbeitet dabei Eingangswerte und/oder die Werte von Eingangssignalen. Das neuronale Netzwerkmodell, das die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt, gibt Ausgangssignale und/oder Ausgangswerte von Ausgangssignalen aus. Die Steuervorrichtung µC beeinflusst dann bevorzugt in Abhängigkeit von Ausgangssignalen und/oder Ausgangswerten des neuronalen Netzwerkmodells, das die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt, Zustände von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder Zustände von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Umgekehrt beeinflusst die Steuervorrichtung µC bevorzugt in Abhängigkeit von Zuständen von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder Zuständen von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ Eingangssignale und/oder Eingangswerte des neuronalen Netzwerkmodells, das die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt.
• Somit offenbart die hier vorgelegte Schrift u.a. ein Smartphone und/oder ein tragbares Quantencomputersystem und/oder ein mobiles Quantencomputersystem und/oder Fahrzeug und/oder Roboter und/oder Flugzeug und/oder Flugkörper und/oder Satellit und/oder ein Rumflugkörper und/oder Raumstation und/oder Schwimmkörper und/oder Schiff und/oder Unterwasserfahrzeug und/oder Oberwasserschwimmkörper und/oder Unterwasserschwimmkörper und/oder verlegbares Waffensystem und/oder Gefechtskopf und/oder Über- oder Unterwasserfahrzeug und/oder Geschoss und/oder andere mobile Vorrichtung und/oder bewegliche Vorrichtung. Dabei bezeichnet die hier vorgelegte Schrift alle diese im Folgenden als „Fahrzeug“ der Einfachheit halber. Die hier vorgelegte Schrift schlägt somit ein Fahrzeug in diesem sehr weiten Sinne vor, das einen verlegbaren Quantencomputer QC, wie zuvor beschrieben umfasst. Die hier vorgelegte Schrift schlägt umgekehrt einen verlegbaren Quantencomputer, wie er zuvor beschrieben wurde vor, der ein Fahrzeug in dem zuvor beschriebenen weiten Sinne ist.
• In einer weiteren, bevorzugten Varianten ist der Quantencomputer QC dazu vorgesehen, die Datenkommunikation, insbesondere der Steuervorrichtung µC, über eine Datenschnittstelle DBIF zu entschlüsseln und/oder zu verschlüsseln. Bevorzugt handelt es sich um die Datenschnittstelle DBIF der Steuervorrichtung µC. Bevorzugt führt hierzu die Steuervorrichtung µC ein Kryptografieprogramm 25 aus, das Daten, die die Steuervorrichtung µC über die die Datenschnittstelle DBIF erhält, verschlüsselt bzw. entschlüsselt. Bevorzugt führt die Steuervorrichtung µC mittels des Kryptografieprogramms 25 ein Verfahren aus, dass ein post-quantum-sicheres Kryptografieverfahren für Daten des Quantencomputers QC ist. Bei diesen Daten des Quantencomputers QC kann es sich um Daten handeln, die der Quantencomputer QC, bzw. die Steuervorrichtung µC, über die Datenschnittstelle DBIF erhalten bzw. aussendenden, und um andere Daten handeln.
• Bei einem PQC-fähigen Kryptografieprogramm 25 kann beispielsweise um eine „Latice-Based“ Kryptografie oder sogenannte Hash basierende Kryptografieverfahren basierend auf multivarianten Gleichungen, wie beispielsweise dem „Rainbow“-Schema, handeln. Beispielsweise kann es sich um ältere NTRU Verfahren oder GGH-Verfahren oder neuere NTRU Signatur- und BLISS-SignaturVerfahren handeln. Der Nachteil Hash basierende Kryptografieverfahren ist die begrenzte Anzahl an Signaturen, die möglich sind. Des Weiteren kann es sich um Verfahren der multivarianten Kryptografie handeln. Diese können fehlerkorrigierende kryptografische Systeme einschließlich McElience- und Niedermeyer-Verschlüsselungsalgorithmen umfassen. Diesen sind die Courtosis Finiasz und Sendier Signatur Techniken als mögliche Signaturverfahren zugeordnet. oder der Kodebasierenden Kryptografie handeln. Als weitere Kryptografieverfahren kommen Kryptografieverfahren für das Kryptografieprogramm 25 in Frage, die zur Gruppe der super singular elliptic curve isogeny cryptography zu zählen sind. Solche kryptografischen Systeme, die als Kryptografieprogramm 25 in Frage kommen, nutzen die Mathematik supersingularer ellipischer Kurven um einen Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch zwischen der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC und einem anderen Rechnersystem über die Datenschnittstelle DBIF zu ermöglichen. Das hier vorgelegte Dokument verweist in diesem Zusammenhang beispielhaft auf die Wikipedia-Ausführungen unter dem Link https://en.wikipedia.org/wiki/Supersingular_isogeny_key_exchange. Das entsprechende Dokument ist diesem Dokument im Anhang beigefügt und vollumfänglicher Teil der hier vorgelegten Offenlegung.
• Des Weiteren verweist das hier vorgelegte Dokument auf den Wikipedia-Artikel https://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography, der ebenfalls diesem Dokument im Anhang beigefügt ist und der Teil der Offenlegung der technischen Lehre dieses Dokuments ist.
• Der besagte Artikel nennt die Verfahren gitterbasierte Kryptographie, multivariate Kryptographie, hash-basierte Kryptographie, code-basierte Kryptographie, Supersinguläre elliptische Kurven-Isogenie-Kryptographie, Quantenresistenz symmetrischer Schlüssel (In Englisch: Lattice-based cryptography, Multivariate cryptography, Hash-based cryptography, Code-based cryptography, Supersingular elliptic curve isogeny cryptography, Symmetric key quantum resistance) Diese und andere post-quantum Kryptografieverfahren kommen als Kryptografieverfahren kommen Kryptografieverfahren für das Kryptografieprogramm 25 in Frage, das die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC ausführt und quantencomputersicher mit anderen konventionellen Rechnersystemen und/oder Quantencomputern kommunizieren zu können.
• Bevorzugt umfasst ein solches Fahrzeug im weitesten Sinne Sensoren und/oder Messmittel, die Messwerte über die Umgebung des Fahrzeugs und/oder Zustände des Fahrzeugs und/oder Zustände der Fahrzeuginsassen bzw. Nutzer/Nutzerinnen des Fahrzeugs und/oder Zustände der Zuladung des Fahrzeugs an die Steuervorrichtung µC liefern. U.U. erhält die Steuervorrichtung µC auch Messwerte über die Umgebung des Fahrzeugs über die Datenschnittstelle DBIF.
• Die Steuervorrichtung µC führt bevorzugt ein oder mehrere Messwerterfassungsprogramme 26 zur Abfrage der Messwerte und zur Steuerung und Kontrolle der zugehörigen Messysteme aus. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC kann bevorzugt mittels eines Fahrzeugzustandsermittlungsprogramms 26 in Abhängigkeit von solchen Messwerten eine Lagebeurteilung für den Gesamtzustand des Fahrzeugs und/oder der Umgebung des Fahrzeugs ermitteln. Dabei kann der Gesamtzustand des Fahrzeugs im Sinne der hier vorgelegten Schrift den Zustand des Umfelds des Fahrzeugs und/oder den Zustand der Fahrzeuginsassen und/oder den Zustand einer Zuladung des Fahrzeugs umfassen.
• In einer weiteren Ausprägung schlägt die hier vorgelegte Schrift vor, dass zumindest ein oder mehrere Sensoren SENS des Fahrzeugs einer der folgenden Messwerte liefernden Sensoren SENS ist oder zumindest einen der folgenden Messwerte liefernden Sensoren SENS als Untersystem umfasst:
• - ein Radar-Sensor und/oder
• - ein Mikrofon und/oder
• - ein Ultraschalmikrofon und/oder
• - ein Infraschallmikrofon und/oder
• - einen Ultraschalltransducer und/oder
• - einen Infrarotsensor und/oder
• - einen Gassensor und/oder
• - einen Beschleunigungssensor und/oder
• - ein Geschwindigkeitssensor und/oder
• - einen Strahlungsdetektor und/oder
• - ein bildgebendes System und/oder
• - eine Kamera und/oder
• - eine Infrarotkamera und/oder
• - eine Multispektralkamera und/oder
• - ein LIDAR-System und/oder
• - ein Ultraschallmesssystem und/oder
• - ein Dopplerradarsystem und/oder
• - ein Quantenradarsystem und/oder
• - ein Quantensensor und/oder
• - ein Positionssensor und/oder
• - ein Navigationssystem und/oder
• - ein GPS-Sensor (oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung) und/oder
• - ein Lagesensor und/oder
• - ein Partikelzähler und/oder
• - ein Detektionssystem für biologische Stoffe, insbesondere für biologische Kampstoffe,
und/oder
• - ein Gravimeter und/oder
• - ein Kompass und/oder
• - ein Gyroskop und/oder
• - ein MEMS-Sensor und/oder
• - ein Drucksensor und/oder
• - ein Neigungswinkelsensor und/oder
• - ein Temperatursensor und/oder
• - ein Feuchtesensor und/oder
• - ein Windgeschwindigkeitssensor und/oder
• - ein Wellenfrontsensor und/oder
• - ein mikrofluidisches Messsystem und/oder
• - ein Abstandsmesssystem und/oder
• - ein Längenmesssystem und/oder
• - ein biologischer Sensor zur Detektion biologischer Marker und/oder Viren und/oder Mikroben oder dergleichen und/oder
• - ein Sensorsystem zur Erfassung biologischer Messwerte von Fahrzeuginsassen und/oder zur Erfassung biologischer Messwerte lebender Ladung, insbesondere von Tieren und/oder biologischen Materialien,
• - ein Sitz-Belegungs-Messystem und/oder
• - ein Spannungssensor und/oder ein Stromsensor und/oder ein Leistungssensor.
• Als konsequente Weiterentwicklung schlägt die hier vorgelegte Schrift ein Fahrzeug in dem oben beschriebenen weiten Sinne vor, bei dem die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC in Abhängigkeit von diesen Messwerten das Fahrzeug und/oder Vorrichtungsteile des Fahrzeugs steuert und/oder eine Steuerung des Fahrzeugs oder eines Vorrichtungsteils des Fahrzeugs mittels eines Fahrzeugsteuerprogramms als Beispiel eines Anwendungsprogramms 2 beeinflusst. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC in führt dabei bevorzugt das Fahrzeugsteuerprogramm als Beispiel eines Anwendungsprogramms 2 aus. Dabei wertet vorzugsweise der Quantencomputer QC die Sensordaten der Sensoren SENS aus und verändert bevorzugt zumindest zeitweise Zustände von einem oder mehreren Quantenpunkten (NV1, NV2) eines oder mehrerer Quantencomputer der Quantencomputer QC1, QC2 in Abhängigkeit von den Werten der Sensordaten der Sensoren SENS in direkter oder indirekter Weise, insbesondere nach Aufbereitung durch den Rechnerkern CPU oder eine andere Datenverarbeitungsanlage.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt des Weiteren eine Variante vor, bei der das Fahrzeug einen Innenraum aufweist und bei der die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC in Abhängigkeit von den Messwerten Parameter des Innenraums des Fahrzeugs und/oder einen Vorrichtungsteil im Innenraum des Fahrzeugs mittels eines Innenraumkontrollprograms als Beispiel eines Anwendungsprogramms 2 beeinflusst. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC in führt dabei bevorzugt das Innenraumkontrollprogram als Beispiel eines Anwendungsprogramms 2 aus.
• Die hier vorgestellte technische Lehre offenbart insbesondere, dass es sich bei dem Fahrzeug um ein Waffensystem handeln kann und/oder dass das Fahrzeug ein Waffensystem umfassen kann, das mit dem Quantencomputer QC gekoppelt ist.
• Für militärische Anwendungen kann das Fahrzeug ein Feuerleitsystem umfassen. Das Feuerleitsystem kann wiederum einen oder mehrere Quantencomputer QC umfassen und/oder mit einem oder mehreren Quantencomputern QC, insbesondere der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC, gekoppelt sein. Dabei hängt bevorzugt die Steuerung des Waffensystems durch das Feuerleitsystem zumindest zeitweise von dem Quantencomputer QC und dessen Signalisierungen, bzw. den Signalisierungen der Steuervorrichtung µC des Quantencomputer QC, ab. Die Steuerung des Waffensystems durch das Feuerleitsystem geschieht bevorzugt im Zusammenwirken des Feuerleitsystems mit dem Quantencomputer QC.
• Bevorzugt umfasst das Fahrzeug eine Bewertungsvorrichtung, die die beabsichtigte Steuerung des Waffensystems hinsichtlich der zu erwartenden Wirkungen vor der Ausführung der Steuerung klassifiziert und eine Steuerungsbefehlsklasse ermittelt. Die Bewertungsvorrichtung verhindert bevorzugt eine Ausführung der Steuerung oder schiebt diese Ausführung bis zu einer Freigabe durch einen menschlichen Benutzer auf, wenn der im Zusammenwirken mit dem Quantencomputer QC ermittelte Steuerungsbefehl in eine vorgegebene Steuerungsklasse fällt. Bei der Bewertungsvorrichtung kann es sich um die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC handeln, die ein Bewertungsprogramm als Anwendungsprogramm 2 ausführt.
• Das Fahrzeug kann beispielsweise mit Hilfe des Bewertungsprogramms des verlegbaren Quantencomputers QC und/oder mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC eine ein oder mehrere Ziele identifizieren. Das neuronale Netzwerkprogramm ist bevorzugt ein Anwendungsprogramm 2. Das neuronale Netzwerkprogramm umfasst bevorzugt klassische Algorithmen 4, die klassische Hardware 6 mittels klassischer Software 5 ausführt. Bevorzugt handelt es sich bei der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC um klassische Hardware 6. Das neuronale Netzwerkprogramm, dass bevorzugt die Steuervorrichtung µC ausführt, umfasst daher bevorzugt ein klassische Algorithmen 4, die die Steuervorrichtung µC als klassische Hardware 6 mittels klassischer Software 5 ausführt.
• Das Fahrzeug kann dann beispielsweise mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC das eine Ziel oder mehrere Ziele insbesondere unter Zuhilfenahme eines Zielklassifikationsprogramms in Form eines neuronalen Netzwerkprogramms klassifizieren. Das Zielklassifikationsprogramm ist wieder bevorzugt ein beispielhaftes mögliches ein Anwendungsprogramm 2, das beispielsweise ein Steuerrechner µC des verlegbaren Quantencomputers QC als klassischer Hardware 6 ausführen kann.
• Bevorzugt verwenden die Anwendungsprogramme 2, die der Quantencomputer QC ausführt, eine klassische Hardware 6, die klassische Algorithmen 4 mittels klassischer Software 5 ausführt, und Quantenalgorithmen 7, die der Quantenprozessor des Quantencomputers QC ausführt. (siehe 5). Die Quantenalgorithmen 7 weisen dabei bevorzugt eine vorgegebene zeitliche Folge von Quantengattern, wie beispielsweise einem X-Gate, einem CCNOT-, einem CNOT-, einem Hadamard-Gatter etc. auf. Binäre Quanten-Op-Codes im Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC kodieren bevorzugt diese Quantengatter der Quantenalgorithmen 7. Somit kodieren diese binären Quanten-Op-Code auch diese Quantenalgorithmen 7 als Zusammenstellung und Abfolge von Quantengattern in Form von Zusammenstellungen und Abfolgen binärer Quanten-Op-Codes, die diese Quantengatter symbolisieren. Bevorzugt sind diese binären Quanten-Op-Codes zusammen mit klassischen binären Befehlscodes als Quantenalgorithmen 7 im Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC abgelegt.
• Eine Liste der Quantengatter ist im Internet bei Wikipedia beispielsweise unter dem Link https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Quantengatter zu finden. Diese Liste ist Teil der Beschreibung der Offenlegung des hier vorgelegten Dokuments und wird mit der Anmeldung dieses Dokuments mit eingereicht.
• Quantengatter mit einem Eingang umfassen beispielsweise:
1. 1. das Identitäts-Gatter, das eine Identität des hyperkomplexen Eingangs erzeugt und daher keine Veränderung am Quantenzustand hervorruft,
2. 2. das Pauli-X-Gatter oder Nicht-Gatter, das eine Spiegelung des hyperkomplexen Eingangs an der X-Achse vornimmt,
3. 3. das Pauli-Y-Gatter, das eine Spiegelung des hyperkomplexen Eingangs an der Y-Achse vornimmt,
4. 4. das Pauli-Z-Gatter, das eine Spiegelung des hyperkomplexen Eingangs an der Z-Achse vornimmt,
5. 5. das Hadamard-Gatter, das eine Spiegelung des hyperkomplexen Eingangs an der X+Z-Achse vornimmt,
6. 6. das X-Rotationsgatter (auch als $\sqrt{NOT}\text{-Gatter}$
   
   bezeichnet), das den komplexen Eingang 90° (π/2) um die X-Achse dreht,
7. 7. das Y-Rotationsgatter, das den hyperkomplexen Eingang 90° (π/2) um die Y-Achse dreht,
8. 8. das (-X)-Rotationsgatter, das den komplexen Eingang -90° (-π/2) um die X-Achse dreht,
9. 9. das (-Y)-Rotationsgatter, das den hyperkomplexen Eingang -90° (-π/2) um die Y-Achse dreht,
10. 10. das S-Gatter oder Phasengatter(auch als $\sqrt{Z}\text{-Gatter}$
    
    bezeichnet), das die Phase 90° (π/2) um die Z-Achse dreht,
11. 11. das T-Gatter oder π/8-Gatter Phasen(schieber)gatter (auch als $\sqrt{S}\text{-Gatter}$
    
    bezeichnet), das die Phase 45° (π/4) um die Z-Achse dreht,
12. 12. das allgemeine Phasen(schieber)gatter, bei dem typischerweise k willkürlich festgelegt wird und das die Phase π/2k um die Z-Achse dreht,
13. 13. das willkürliche, unitäre Gatter, bei dem alle Eigenschaften werden willkürlich festgelegt werden
• Im Sinne des hier vorgelegten Dokuments gibt dabei die Z-Achse den reellen Wert, die X- und Y-Achse (die Phasenlage wieder.
• Quantengatter, die sich auf zwei Quantenbits A, B beziehen, umfassen beispielsweise:
1. 1. das kontrollierte-Nicht-Gatter (CNOT, XOR-Verknüpfung), das den reellen Wert des zweiten Qubits (B) in Abhängigkeit vom reellen Wert des ersten Qubits (A) entweder beibehält (A=0) oder negiert (A=1) und den Wert des ersten Qubits beibehält.
2. 2. das Austausch-Gatter oder der Austauschknoten („Swap“), das die beiden Eingangs-Qubits vertauscht,
3. 3. das Wurzel Swap-Gatter, das als universelles Gatter die Eingangs-Qubits halb vertauscht,
4. 4. das Kontrollierte Z-flip Gatter (CZ) (Auch als kontrolliertes Z-Gatter, kontrollierter Phasenflip (CPF) oder Controlled-SIGN (CSIGN) bezeichnet)
5. 5. das kontrollierte Phasen-Gatter (C-Phase)
6. 6. das kontrollierte U-Gatter, das das zweite Qubit gemäß einer unitären Abbildung U transformiert, falls das erste Qubit den Wert „1“ hat und bleibt ansonsten unverändert. (C-NOT und C-Phase sind Spezialfälle von C-U),
7. 7. das Beliebige unitäre Transformations-Gatter, bei die unabhängigen Variablen der komplexen unitären 4x4-Matrix (16 reelle Parameter) können beliebig gewählt werden können, sodass das Gatter auf diese Weise alle Wechselwirkungen zwischen den beiden Qubits je nach Parameterwahl ausführen kann.
• Quantengatter, die sich auf drei Quantenbits beziehen umfassen beispielsweise:
1. 1. das Toffoli-Gatter bei dem das Gatter die ersten beiden Qubits (A und B) unverändert lässt und den reellen Wert des dritten Qubits (C) negiert, wenn der reelle Wert der ersten beiden Qubits positiv (d. h. logisch 1) ist, wodurch das Toffoli-Gatter logische AND-, XOR-, NOT- und FANOUT-Operationen durchführen kann und wodurch es universell für klassische Berechnungen eingesetzt werden kann.
2. 2. das Fredkin-Gatter, das das zweite und dritte Qubit vertauscht, wenn der reelle Wert des ersten Qubits negativ (d. h. logisch 0) ist.
3. 3. das Deutsch-Gatter, das ein universelles Drei-Qubit-Gatter ist, das beliebige Wechselwirkungen der ersten beiden Qubits auf das dritte Qubit durchführen kann und das die ersten beiden Qubits nicht verändert.
• Für weitere Details verweist das hier Vorgelegte Dokument auf die Schrift https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Quantengatter die als Anhang der Beschreibung und Tel der Beschreibung anzusehen ist und dieser Anmeldung beigefügt ist.
• Die quantentechnologische Algorithmen 7 umfassen nun einzelne Quantengatter und/oder Zusammenstellungen von Quantengattern und/oder Abfolgen solcher Quantengatter und/oder Benennungen von Abfolgen solcher Quantengatter und/oder Abfolgen von Benennungen von Abfolgen solcher Quantengatter und/oder Benennungen von Abfolgen von Benennungen von Abfolgen solcher Quantengatter.
• Die quantentechnologische Algorithmen 7 umfassen hierzu typischerweise typischer Weise binär kodierte Symbole abstrakter Quantengatter-Modelle 8 als Quanten-Op-Codes für diese Quantengatter.
• Bevorzugt umfassen der Inhalt des Speichers RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und/oder ein Register der Steuervorrichtung µC einen Quantenprogrammadresszähler.
• Die Steuervorrichtung µC identifiziert bevorzugt mit Hilfe des Werts des Quantenprogrammadresszählers den aktuellen Quanten-Op-Codes des aktuellen, binär kodierten Symbols des aktuell auszuführenden Quantengatter-Modells der Quantengatter-Modelle 8. Die Steuervorrichtung µC identifiziert dann bevorzugt anhand dieses aktuellen binär kodierte Symbols der abstrakten Quantengatter-Modelle 8 das auszuführende Quantengatter.
• Einwirkungsmöglichkeit 1: optische Einwirkung
• Entsprechend dem auszuführenden Quantengatter steuert die Steuervorrichtung µC die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC in der vorbestimmten quantengatterspezifischen Weise entsprechend einem Quantengatter-Hardware-Modell 11 des aktuell auszuführenden Quantengatters an. Hierzu steuert und kontrolliert die Steuervorrichtung µC den Wellenformgenerators WFG und den Lichtquellentreiber LDRV und damit die Lichtquelle LD mittels eines SPc Laser-Kontrollprogramm 13 für die Kontrolle und Steuerung des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV. Durch diese Kontrolle und Steuerung des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und damit der Lichtquelle LD, kann die Steuervorrichtung µC somit in der quantengatterspezifischen Weise mittels der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC einwirken.
• Einwirkungsmöglichkeit 2: Einwirkung über HF und Mikrowellenfelder
• Entsprechend dem auszuführenden Quantengatter steuert die Steuervorrichtung µC die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und zusätzlich ggf. nun auch die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC in der vorbestimmten quantengatterspezifischen Weise entsprechend einem Quantengatter-Hardware-Modell 11 des aktuell auszuführenden Quantengatters an. Hierzu steuert und kontrolliert die Steuervorrichtung µC den einen oder die mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, zum Einwirken auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC.
• Hierbei speisen der eine oder die mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG ein Sendesignal in eine oder mehrere Mikrowellen- und/oder Radiowellenantennen mWA ein. Besonders bevorzugt umfassen die eine oder mehrere Mikrowellen- und/oder Radiowellenantennen mWA vertikale Leitungen LV1, LV2 oder horizontale Leitungen LH1, die sich bevorzugt unmittelbar auf der Oberfläche des Substrats D in unmittelbarer Nähe (kleiner 30nm) der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 befinden. Diese Signaleinspeisung führt typischerweise zu elektrischen Strömen IH1, IV1, IV2 in diesen Leitungen LH1, LV1, LV2, die wiederum magnetische Felder hervorrufen, die auf die magnetischen Dipolmomente der er Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC einwirken. Die Steuervorrichtung führt hierzu bevorzugt ein Kontrollprogramm 12 des Quantengatter-Hardware-Modells 11 für die Kontrolle und Steuerung des einen oder der mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG aus. Hierdurch erzeugen der eine oder die mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG nach erfolgter in quantengatterspezifischer Parametrierung des eine oder der mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG in quantengatterspezifischer Weise ein elektromagnetischen Wellenfeldes mittels einer oder mehrerer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA, insbesondere der besagten vertikaler Leitungen LV1, LV2 oder horizontaler Leitungen LH1, am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, zum Einwirken auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC. Dies ermöglicht die gezielte Manipulation der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC in quantengatterspezifischer Weise.
• Typischerweise führt die Steuervorrichtung µC die Manipulationen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC mittels der Lichtquelle LD und des einer oder mehrerer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA, wenn zutreffend in quantengatterspezifischer Weise zeitlich synchronisiert und sofern notwendig auch zeitlich parallel aus.
• Zur Erzeugung eines Quantengatters steuert die Steuervorrichtung µC mittels einer quantengatterspezifische Folge von Signalen des Wellenformgenerators WFG den Lichtquellentreiber LDRV und damit die Lichtquelle LD mittels eines Sendesignals S5. Die sich ergebende quantengatterspezifische Folge von Signalen der Lichtquelle LD manipuliert dann die die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC in der vorbestimmten quantengatterspezifische Weise. Das Quantengatter-Hardware-Modell 11 umfasst das SPc Laser-Kontrollprogramm 13 für die Kontrolle und Steuerung des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und damit der Lichtquelle LD, die mittels der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC einwirkt. Die Steuervorrichtung µC verwendet dieses SPc Laser-Kontrollprogramm 13 unter Verwendung geeigneter Parameter, wie Laserintensität und Laserpulslänge, um die die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC in der vorbestimmten quantengatterspezifische Weise entsprechen dem gerade bearbeiteten binären Quanten-OP-Code des quantentechnologischen Algorithmus 7. Entsprechend dem Wert des Quantenprogrammzählers. Nach der Ausführung des gerade bearbeiteten binären Quanten-OP-Code des quantentechnologischen Algorithmus 7. Erhöht der Quantencomputer und/oder die Steuervorrichtung µC den Quantenprogrammzähler des Quantencomputer um die Befehlslänge des Quanten-Op-Codes. Die Befehlslänge des Quanten-Op-Codes umfasst typischerweise die Lände des Quanten-Op-Codes selbst plus der Summe der Längen der Parameter des Quanten-OP-Codes. Die Parameter des Quanten-OP-Codes können beispielsweise die anzusteuernden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder die anzusteuernden Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ bezeichnen.
• Nach der Parametrisierung durch die Steuervorrichtung µC steuern der Wellenformgenerator WFG In quantengatterspezifischer Weise den Lichtquellentreibers LDRV und damit die Lichtquelle LD mit einem Sendesignal S5 mit einem quantengatterspezifischen Sendesignalverlauf an. Gesteuert durch die Steuervorrichtung µC erzeugt der Wellenformgenerator WFG zur Erzeugung eines Quantengatters das Sendesignal S5 bevorzugt zeitlich synchronisiert zu den Radiofrequenz- und Mikrowellensignalen die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG.
• Zur Erzeugung eines Quantengatters eines abstrakten Quantengatter-Modells 8 strahlt typischerweise eine quantengatterspezifische Folge von Signalen des einen oder der mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG typischer Weise zeitlich parallel mittels einer oder mehrerer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantennen mWA in das Substrat D ein. Damit bestrahlen der eine oder die mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenantennen mWA die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ in einem festen zeitlichen Phasenverhältnis zu den Lichtpulsen der Lichtquelle LD bei der Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit Pumpstrahlung LB durch die Lichtquelle LD in einer quantengatterspezifischen Weise. Bevorzugt sind der eine oder die mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei durch die Steuervorrichtung µC vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) geeignet.
• Bevorzugt umfassen die Informationen im Speicher RMA, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC diese Quantenalgorithmen 7. Bevorzugt setzen sich die Quantenalgorithmen 7 aus Abfolgen der besagten binären Codes als Symbole der Quantengatter der abstrakten Quantengatter-Modelle 8 zusammen. Bevorzugt kodiert ein solcher binärer Code a) das Quantengatter der abstrakten Quantengatter-Modelle 8 und b) welche Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC die Steuervorrichtung µC als Teilnehmer des auszuführenden Quantengatters verwenden soll.
• Die Steuervorrichtung µC übersetzt bevorzugt mittels eines Transcompilers 9 diese binären Codes der Quantenalgorithmen 7 in Hardwarebefehle eines Quantengatter-Hardware-Modells 11 für die verschiedenen Vorrichtungsteile zur Manipulation der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder zur Manipulation der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC und/oder zum Auslesen der der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder zur Auslesen der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC. Dabei optimiert die Steuervorrichtung µC bevorzugt mittels des Transcompilers 9 die verwendeten in Hardwarebefehle des Quantengatter-Hardware-Modells 11 und deren zeitliche Abfolge und fügt ggf. zusätzliche Hardwarebefehle des Quantengatter-Hardware-Modells 11 beispielsweise zur Fehlerkorrektur hinzu. Für die Übersetzung der Quantenalgorithmen 7 in Hardwarebefehle des Quantengatter-Hardware-Modells 11 nutzt die Steuervorrichtung µC bevorzugt Hardware-Quantengatter-Beschreibungsmodelle in Form der abstrakte Quantengatter-Modelle 8 einer Hardware-Quantengatter-Beschreibungsmodell-Datenbank 8, die dem Transcompilers 9 als Bibliothek verfügbarer Quantengatter und Anleitungsvorschrift zu deren Durchführung mittels der vorhandenen Hardware des Quantencomputers QC entsprechend dem Quantengatter-Hardware-Modells 11 dient. Ein Eintrag für ein abstrakte Quantengatter-Modell 8 der Hardware-Quantengatter-Beschreibungsmodell-Datenbank 8 umfasst für jedes verfügbare Quantengatter des Quantencomputers QC bevorzugt für jedes abstrakte Quantengatter-Modell 8 eine Liste der zeitlichen Abfolge elementarer Hardware-Operationen (12, 13, 14, 17) einzelner Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC, die je nachdem der Quantencomputer QC ggf. ganz oder teilweise auch zeitlich parallel ausführen kann. Bei einer solchen elementaren Hardware-Operation kann es sich beispielsweise um die Aussendung eines Laserpulses definierter Länge und Intensität zu einem bestimmten Zeitpunkt oder die Erzeugung eines HF- oder Mikrowellen-Signals mit vorbestimmter Mikrowellen- bzw. HF-Frequenz, Dauer und Mikrowellen- bzw. HF-Intensität mit vordefinierter Phasenlage und Zeitposition zu einer Zeitbasis und dergleichen mehr handeln. Die Hardware-Operationen können typischerweise in Gruppen eingeteilt werden.
• Eine erste Gruppe von Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 umfasst die zeitliche Abfolge der HF-Pulse und Mikrowellen-Pulse. Diese zeitliche Folge steuert die Steuervorrichtung µC mittels des besagten Kontrollprogramms 12 für die Kontrolle und Steuerung des einen oder der mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes mittels einer oder mehrerer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA, insbesondere vertikaler Leitungen LV1, LV2 oder horizontaler Leitungen LH1 am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, zum Einwirken auf die Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC.
• Eine zweite Gruppe von Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 umfasst ein Kontrollprogramm 13 für die Erzeugung von Lichtpulsen mittels des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und der Lichtquelle LD. Diese zeitliche Folge steuert die Steuervorrichtung µC mittels des besagten SPc Laser-Kontrollprogramm 13 für die Kontrolle und Steuerung des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und damit der Lichtquelle LD, die mittels der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD auf die Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC einwirkt.
• Eine dritte Gruppe von Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 umfasst ein Kontrollprogramm 14 für die Ansteuerung die Kontrolle und das Auslesen von Werten der Mittel PD, V zum optischen Auslesen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC durch die Steuervorrichtung µC.
• Eine vierte Gruppe von Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 umfasst ein Kontrollprogramm 15 zur Ausführung durch die Steuervorrichtung µC für die Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung einer Magnetfelderzeugungsvorrichtung (MGx, MGy, MGy, MFSx, MFSy, MFSz) zur Erzeugung einer zusätzlichen magnetischen Flussdichte am Ort der der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder am Ort der Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) des Quantencomputers (QC). Diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der Magnetfelderzeugungsvorrichtung (MGx, MGy, MGy, MFSx, MFSy, MFSz) des Quantencomputers (QC) erfolgt bevorzugt zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23). Diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der der Magnetfelderzeugungsvorrichtung (MGx, MGy, MGy, MFSx, MFSy, MFSz) des Quantencomputers (QC) erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von den erfassten Messwerten der Magnetfeldmessvorrichtung (MSx, MSy, MSy, MFSx, MFSy, MFSz) zur Erfassung der magnetischen Flussdichte am Ort der der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder am Ort der Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) des Quantencomputers (QC).
• Eine fünfte Gruppe von Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 umfasst ein Kontrollprogramm 16 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Steuerung und Kontrolle des optischen Systems OS um das Einstrahlen des Laser-Strahls LB in das Substrat D bei Bedarf zu optimieren. Mit Hilfe des Kontrollprogramms 16 zur Steuerung des optischen Systems OS kann die Steuervorrichtung µC beispielsweise bevorzugt den Fokus des optischen Systems OS oder andere Parameter des optischen Systems so einstellen, dass die Funktion des Quantencomputers QC in etwa optimal ist.
• Eine sechste Gruppe von Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 umfasst ein Kontrollprogramm 17 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Kontrolle und Einstellung von DC-Strompegeln und/oder DC-Spannungspegeln zu Beeinflussung von bestimmten Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder bestimmten Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC in der Art, dass sie ggf. nicht an einer Hardware-Operation teilnehmen oder an einer Hardware-Operation teilnehmen. In diesem Zusammenhang verweist das hier vorgelegte Dokument auf die technische Lehre der DE 10 2020 125 189 A1 . Dort ist die dadurch ermöglichte Skalierbarkeit des hier vorgestellten Quantencomputers QC weiter erläutert.
• Eine siebte Gruppe von Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 umfasst ein Kontrollprogramm 22 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Kontrolle und Einstellung der Position und/oder Ausrichtung des Substrats D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder den Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC gegenüber dem optischen System OS. Die Steuervorrichtung µC kann dieses Kontrollprogramm 22 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Kontrolle und Einstellung der Position und/oder Ausrichtung des Substrats D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder den Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC gegenüber dem optischen System OS ausführen und beispielsweise mittels einer translatorischen Positioniervorrichtung in X-Richtung XT und/oder einer translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT und ggf. weiterer Ausrichtvorrichtungen die Position und/oder die Ausrichtung des Substrats D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder den Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC gegenüber dem optischen System OS ändern. Bevorzugt wertet dieses Kontrollprogramm 22 Messwerte von Vorrichtungsteilen (CIF, CM1, CIF2, CM'', LM) zur Erfassung der Position und/oder der Ausrichtung des Substrats D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder den Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC gegenüber dem optischen System OS aus und optimiert in Abhängigkeit von den so erfassten Messwerten für die Position und/oder die Ausrichtung des Substrats D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder den Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC gegenüber dem optischen System OS mittels der Ausricht- und Positioniervorrichtungen die Position und/oder die Ausrichtung des Substrats D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder den Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC gegenüber dem optischen System OS.
• Eine achte Gruppe von Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 umfasst ein Kontrollprogramm 23 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Kontrolle und Einstellung der Temperatur des Materials des Substrats D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder den Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, Cl2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC. Hierzu erfasst die Steuervorrichtung µC bevorzugt mittels dieses Kontrollprogramms 23 und eines Temperatursensors ST zumindest einen Temperaturmesswert dieser Temperatur oder einer dieser nahe kommenden Temperatur und regelt mit Hilfe dieses Programms 23 und Kühlvorrichtungen KV, HeCLCS diesen Temperaturmesswert auf einen Temperaturzielwert.
• Mit Hilfe der Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 kann die Steuervorrichtung µC auf die bestimmte Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder bestimmte Kernquantenpunkt CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC zugreifen und diese manipulieren und/oder auslesen.
• Zur Adressierung einzelner bestimmter Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder einzelner bestimmter Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC umfassen die Hardware-Operationen des Quantengatter-Hardware-Modells 11 bevorzugt die notwendigen Quantenpunkt bzw. Kernquantenpunkt spezifischen Zugriffsdatensätze. Bevorzugt umfasst ein Zugriffsdatensatz eine Information mit welcher Methode der betreffende Quantenpunkt bzw. der betreffende Kernquantenpunkt manipuliert werden kann und welche Parameter hierfür notwendig sind. Beispielsweise kann der Zugriffsdatensatz die Frequenzen zur Ansteuerung des Quantenpunkts bzw. Kernquantenpunkts umfassen. In diesem Zusammenhang verweist das hier vorgelegte Dokument auf die technische Lehre der DE 10 2020 125 189 A1 .
• Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC und eines Priorisierungsprogramms eine zeitliche Reihenfolge oder Priorisierung der Bekämpfung mehrerer Ziele ermitteln. Das Priorisierungsprogramm ist bevorzugt ein Anwendungsprogramm 2, das bevorzugt die Steuervorrichtung µC durchführt.
• Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC einen Zeitpunkt zur Bekämpfung eines Ziels mittels eines Zeitpunktermittlungsprogramms ermitteln. Das Zeitpunktermittlungsprogramm ist bevorzugt ein Anwendungsprogramm 2, das bevorzugt die Steuervorrichtung µC durchführt.
• Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC einen Waffentyp und/oder eine Munition zur Bekämpfung eines Ziels mittels eines Auswahlprogramms ermitteln. Das Auswahlprogramm ist bevorzugt ein Anwendungsprogramm 2, das bevorzugt die Steuervorrichtung µC durchführt.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt u.a. als eine mögliche Ausprägung ein Fahrzeug vor, das mit Hilfe des Quantencomputers QC eine Route für das Fahrzeug mittels eines Routenermittlungsprogramms ermittelt. Das Routenermittlungsprogramm ist bevorzugt ein Anwendungsprogramm 2, das bevorzugt die Steuervorrichtung µC durchführt.
• Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC eine Route für eine Waffe oder einen Gefechtskopf oder ein Geschoss oder eine Munition oder ein anderes Fahrzeug ermitteln.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt u.a. auch ein Fahrzeug vor, bei dem die Steuervorrichtung µC zumindest zeitweise ein neuronales Netzwerkmodell als Anwendungsprogramm 2 ausführt und bei dem das neuronale Netzwerkmodell Eingangswerte und/oder Eingangssignale verarbeitet und Ausgangssignale und/oder Ausgangswerte ausgibt. Wie zuvor bereits beschrieben, beeinflusst bevorzugt die Steuervorrichtung µC typischerweise in Abhängigkeit von Ausgangssignalen und/oder Ausgangswerten des neuronalen Netzwerkmodells Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Zustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Typischerweise beeinflusst in dieser Ausprägung die Steuervorrichtung µC in Abhängigkeit von Zuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Zuständen der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ Eingangssignale und/oder Eingangswerte des neuronalen Netzwerkmodells.
• Substrat
• Wie oben beschrieben, umfasst der verlegbare Quantencomputer QC vorschlagsgemäß ein Substrat D mit einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3. Bevorzugt umfasst das Substrat D Diamant als Substratmaterial. Der Diamant ist bevorzugt isotopenrein oder weist zumindest einen isotopenreinen Teilbereich auf, der bevorzugt die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 aufweist. Bevorzugt sind die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 paramagnetische Zentren. In dem Fall, wenn das Substratmaterial des Materials des Substrats D Diamant umfasst, handelt es sich bei den paramagnetischen Zentren bevorzugt um ST1-Zentren und/oder bevorzugt um TR1-Zentren und/oder ganz besonders bevorzugt um NV-Zentren. Dies bedeutet, dass Störungen, die von solchen Isotopenverunreinigungen ausgehen, die Funktionstüchtigkeit der Quantenbits nicht oder höchstens ausreichend gering stören. Auf Diamant bezogen heißt das, dass der Diamant bevorzugt im Wesentlichen aus ¹²C-Isotopen als Basis-Isotopen besteht. Solche ¹²C-lsotope weisen kein magnetisches Moment auf, das mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 wechselwirken kann. Bevorzugt befinden sich in dem isotopenreinen Bereich des Substrats D auch die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Wenn hier von Isotopenreinheit die Rede ist, sind die Isotope, die als Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ dienen, bei der Beurteilung der Isotopenreinheit nicht berücksichtigt. An dieser Stelle verweist diese Schrift ausdrücklich auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1 , deren technische Lehre für die folgenden internationalen Verfahren soweit in den betreffenden Anmeldeländern rechtlich jeweils zulässig durch Referenzieren Teil der Offenlegung dieser Schrift ist. Isotopenrein im Sinne dieser Offenlegung und der DE 10 2020 125 189 A1 ist ein Material dann, wenn die Konzentration anderer Isotope als der Basis-Isotope, die das Material dominieren, so gering ist, dass der technische Zweck in einem für die Produktion und den Verkauf von Produkten ausreichenden Maße mit einer wirtschaftlich ausreichenden Produktionsausbeute erreicht wird. Die DE 10 2020 125 189 A1 listet die betreffenden Isotopenverhältnisse der relevanten Elemente auf, die die hier offengelegte technische Lehre zu Grunde legt. Da isotopenreine Diamanten extrem teuer sind, ist es sinnvoll, wenn das Substrat D ein Diamant-Material umfasst und beispielsweise das Diamant-Material eine epitaktisch zumindest lokal aufgewachsene isotopenreine Schicht im Wesentlichen aus ¹²C-lsotopen umfasst. Diese kann beispielsweise mittels CVD und anderen Abscheidemethoden auf der ursprünglichen Oberfläche eines als Substrat D verwendeten Silizium-Wafers oder einer Diamantoberfläche abgeschieden werden. Im Folgenden umfasst der Begriff Substrat D von nun an den Teil der Kombination aus Substrat D und epitaktische aufgewachsener Schicht DEPI, in dem die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 gefertigt sind. Typischerweise ist dies die epitaktische Schicht DEPI. Im Wesentlichen bedeutet dabei, dass der Gesamtanteil K_1G' der C-Isotope mit magnetischen Moment, die Bestandteil des Substrats D sind, bezogen auf 100% der C-Atome, die Bestandteil des Substrats D sind, gegenüber den in den Tabellen der DE 10 2020 125 189 A1 angegebenen natürlichen Gesamtanteil K_1G auf einen Anteil K_1G' der C-Isotope mit magnetischen Moment, die Bestandteil des Substrats D sind, bezogen auf 100% der C-Isotope, die Bestandteil des Substrats D sind, herabgesetzt ist. Dabei ist bevorzugt dieser Anteil K_1G' kleiner als 50%, besser kleiner als 20%, besser kleiner als 10%, besser kleiner als 5%, besser kleiner als 2%, besser kleiner als 1%, besser kleiner als 0,5%, besser kleiner als 0,2%, besser kleiner als 0,1% des natürlichen Gesamtanteil K_1G für C-Isotope mit magnetischen Moment an den C-Isotopen des Substrats D im Einwirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Bei der Bestimmung des Anteil K_1G' werden diejenigen C-Atome der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ nicht berücksichtigt, da deren magnetische Momente ja beabsichtigt und somit nicht parasitär sind.
• Die Verwendung von NV-Zentren und/oder ST1-Zentren und/oder TR12-Zentren oder L1-Zentren als Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 der Quantenbits des Quantencomputers QC ermöglicht dabei den Betrieb des Quantencomputers QC bei Raumtemperatur und damit überhaupt erst die Verlegbarkeit des Quantencomputers QC. Dabei dient die Elektronenspinkonfiguration eines solchen paramagnetischen Zentrums jeweils als ein Quantenpunkt der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Bevorzugt umfasst der verlegbare Quantencomputer QC neben solchen Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 als Quantenbits auch nukleare Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ als nukleare Kernquantenbits. Typischerweise dienen die magnetischen Momente von Isotopen, die solche von null verschiedenen magnetischen Momente aufgrund eines nuklearen Spins aufweisen, als nukleare Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Bevorzugt koppeln solche nuklearen magnetischen Momente der betreffenden Isotope der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit der Elektronenkonfiguration der paramagnetischen Zentren der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Hierdurch kann eine Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels einer Manipulation der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 manipulieren. Auch kann die Steuervorrichtung µC die nuklearen Kernquantenzustände der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels eines elektrischen oder optischen Auslesens der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 erfassen. Auch kann die Steuervorrichtung µC voneinander entfernte Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels Ketten von miteinander verkoppelten Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 miteinander koppeln. Die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ bilden somit nukleare Kernquantenbits. Bei diesen nuklearen Kernquantenpunkten CI1₁. CI1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ handelt es sich bevorzugt um die nuklearen Spins von Isotopen mit einem magnetischen nuklearen Kernmoment. Diese können auch die Kerne der Stickstoffatome (z.B. ¹⁵N oder ¹⁴N) von NV-Zentren und die Kerne von ¹³C-Isotopen umfassen. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift ausdrücklich nochmals auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1 , deren technische Lehre für die folgenden internationalen Verfahren soweit in den betreffenden Anmeldeländern rechtlich jeweils zulässig durch Referenzieren Teil der Offenlegung dieser Schrift ist. Die nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁. Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ der nuklearen Kernquantenbits zeichnen sich durch sehr lange T2-Zeiten aus. Bevorzugt verwendet der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC seine Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 zur Steuerung und Verschränkung der Zustände der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁. Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁. Cl3₂, Cl3₃ und zum Auslesen der Kernquantenzustände der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃. Das Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 kann optisch und/oder elektrisch erfolgen. Hinsichtlich des elektrischen Auslesens verweist diese Schrift ausdrücklich auf die Schrift
  DE 10 2020 125 189 A1 , deren technische Lehre für die folgenden internationalen Verfahren soweit in den betreffenden Anmeldeländern rechtlich jeweils zulässig durch Referenzieren Teil der Offenlegung der hier vorgelegten Schrift ist. Ein weiterer Vorteil des hier vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC ist die relativ einfache Bedienbarkeit und die bessere Selektivität der Ansteuerung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 der der Quantenbits und die gute Skalierbarkeit gegenüber anderen Quantencomputern.
• Wie oben beschrieben, umfasst typischerweise ein vorschlagsgemäßer Quantencomputer QC ein Substrat D mit einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3. Bevorzugt weist darüber hinaus das Substrat D bevorzugt noch einen oder mehrere nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ auf. Bevorzugt handelt es sich bei den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 um ein oder mehrere paramagnetische Zentren die ein oder mehrere Quantenbits bilden. Bevorzugt handelt es sich bei den nuklearen Kernquantenpunkten Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ um ein oder mehrere Isotope mit magnetischem Moment, die ein oder mehrere Kernquantenbits bilden. Die hier vorgelegte Schrift nimmt dabei ausdrücklich wieder Bezug auf die DE 10 2020 125 189 A1 . Bevorzugt handelt es sich somit bei den nuklearen Kernquantenpunkten Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ um die magnetischen Momente vereinzelter Isotope in der Nähe der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Hierbei bedeutet Nähe, dass eine Kopplung der magnetischen Momente der betreffenden Isotope, die die nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁. Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ bilden, mit dem in der Nähe liegenden Quantenpunkt des in der Nähe liegenden Quantenbits mit der hier vorgestellten Vorrichtung möglich ist.
• Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 weisen bevorzugt ein magnetisches Moment einer Elektronenkonfiguration des jeweiligen Quantenpunkts auf. Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 koppeln im Sinne der technischen Lehre der hier vorgestellten Schrift bevorzugt mittels dieses magnetischen Moments miteinander. Bevorzugt handelt es sich bei einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 um paramagnetische Zentren in dem Substrat D. Bevorzugt ist das Fermi-Niveau des Substrats D im Bereich eines als Quantenpunkts verwendeten paramagnetischen Zentrums so eingestellt, dass das paramagnetische Zentrum elektrisch geladen ist. Bevorzugt ist die elektrische Ladung negativ. Im Falle eines NV-Zentrums als paramagnetisches Zentrum ist das NV-Zentrum bevorzugt negativ geladen. Im Falle eines NV-Zentrums als paramagnetisches Zentrum ist das NV-Zentrum bevorzugt somit ein NV^- -Zentrum. Bevorzugt umfassen die NV-Zentren in dem Substrat D daher NV ^--Zentren. Bevorzugt stellt eine Dotierung des Substrats D im Bereich des paramagnetischen Zentrums sicher, dass das paramagnetische Zentrum in der vorgesehenen Weise elektrisch geladen ist. Bevorzugt dotieren Isotope ohne magnetisches Moment als Dotieratome das Material des Substrats D im Bereich des betreffenden Quantenpunkts der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Bevorzugt verschieben diese Dotieratome ohne magnetisches Moment das Fermi-Niveau im Bereich dieses betreffenden Quantenpunkts. Bevorzugt verschieben somit diese Dotieratome ohne magnetisches Moment das Fermi-Niveau im Bereich des betreffenden paramagnetischen Zentrums. Bevorzugt umfasst das Substrat D im Wesentlichen abgesehen von den Isotopen, die als Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ der Kernquantenbits dienen, Isotope ohne magnetisches Kernmoment. Da die Atome der III. Hauptgruppe des Periodensystems und der V. Hauptgruppe des Periodensystems in der Regel keine stabilen Isotope ohne magnetisches Moment aufweisen, kommen daher als Material des Substrats (D) bevorzugt Mischungen und/oder Verbindungen aus Isotopen ohne magnetisches Moment, also beispielsweise aus Isotopen der VI. Hauptgruppe - z.B. ¹²C, ¹⁴C, ²⁸Si, ³⁰Si, ⁷⁰Ge, ⁷²Ge, ⁷⁴Ge, ⁷⁶Ge,¹¹²Zn, ¹¹⁴Zn, ¹¹⁶Zn, ¹¹⁸Zn, ¹²⁰Zn, ¹²²Zn, ¹²⁴Zn und/oder der VI. Hauptgruppe ¹⁶O,¹⁸O, ³²S, ³⁴S, ³⁶S, ⁷⁴Se, ⁷⁶Se, ⁷⁸Se, ⁸⁰Se, ⁸²Se, ¹²⁰Te, ¹²²Te, ¹²⁴Te, ¹²⁶Te, ¹²⁸Te, ¹³⁰Te, und/oder der II. Hauptgruppe ²⁴Mg, ²⁶Mg, ⁴⁰Ca, ⁴²Ca, ⁴⁴Ca, ⁴⁶Ca, ⁴⁸Ca, ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁸Sr, ¹³⁰Ba, ¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁸Ba, und/oder der II. Nebengruppe ⁴⁶Ti, ⁴⁸Ti, ⁵⁰Ti, ⁹⁰Zr, ⁹⁰Zr, ⁹²Zr, ⁹⁴Zr, ⁹⁶Zr, ¹⁷⁴Hf, ¹⁷⁶Hf, ¹⁷⁸Hf, und/oder der IV. Nebengruppe ⁵⁰Cr, ⁵²Cr, ⁵³Cr, ⁹²Mo, ⁹⁴Mo, ⁹⁶Mo, ⁹⁸Mo, ¹⁰⁰Mo, ¹⁸⁰W, ¹⁸²W, ¹⁸⁴W, ¹⁸⁶W, und/oder der VI. Nebengruppe ⁵⁴Fe, ⁵⁶Fe, ⁵⁸Fe, ⁹⁶Ru, ⁹⁸Ru, ¹⁰⁰Ru, ¹⁰²Ru, ¹⁰⁴Ru, ¹⁸⁴0s, ¹⁸⁶0s, ¹⁸⁸Os, ¹⁹⁰Os, ¹⁹²Os und/oder der VIII. Nebengruppe ⁵⁸Ni, ⁶⁰Ni, ⁶²Ni, ⁶⁴Ni, ¹⁰²Pd, ¹⁰²Pd, ¹⁰⁴Pd, ¹⁰⁶Pd, ¹⁰⁸Pd, ¹¹⁰Pd, ¹⁹⁰Pt, ¹⁹²Pt, ¹⁹⁴Pt, ¹⁹⁶Pt, ¹⁹⁸Pt und/oder der X. Nebengruppe ⁶⁴Zn, ⁶⁶Zn, ⁶⁸Zn, ⁷⁰Zn, ¹⁰⁶Cd, ¹⁰⁸Cd, ¹¹⁰Cd, ¹¹²Cd, ¹¹⁴Cd, ¹¹⁶Cd, ¹⁹⁶Hg, ¹⁹⁸Hg, ²⁰⁰Hg, ²⁰²Hg, ²⁰⁴Hg und/oder der Lanthaniden: ¹³⁶Ce, ¹³⁸Ce, ¹⁴⁰Ce, ¹⁴²Ce, ¹⁴²Nd, ¹⁴⁴Nd, ¹⁴⁶Nd, ¹⁴⁸Nd, ¹⁵⁰Nd, ¹⁴⁴Sm, ¹⁴⁶Sm, ¹⁴⁸Sm, ¹⁵⁰Sm, ¹⁵²Sm, ¹⁵⁴Sm, ¹⁵²Gd, ¹⁵⁴Gd, ^1S6Gd, ¹⁵⁸Gd, ¹⁶⁰Gd, ¹⁵⁶Dy, ¹⁵⁸Dy, ¹⁶⁰Dy, ¹⁶²Dy, ¹⁶⁴Dy, ¹⁶²Er, ¹⁶⁴Er, ¹⁶⁶Er, ¹⁶⁸Er, ¹⁷⁰Er, ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷⁴Yb, ¹⁷⁶Yb, und/oder der Actiniden ²³²Th, ²³⁴Pa, ²³⁴U, ²³⁸U, ²⁴⁴Pu in Frage. Diese Isotope kommen auch als Dotieratome für die Dotierung des Substrats (D) in Frage. Sofern das Substrat D Diamant umfasst und sofern die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 paramagnetische Zentren umfassen, kommen bevorzugt ³²S, ³⁴S, ³⁶S, ¹⁶O und ¹⁸O als Dotierisotope zur Verschiebung des Fermi-Niveaus in Frage. Für die Bildung von NV-Zentren in Diamant als Substrat D ist eine vorteilhafte Wirkung auch für eine Dotierung mit Phosphor beobachtbar, was aber weniger optimal ist. Die Phosphor-Isotope weisen nämlich typischerweise ein magnetisches Moment auf, das mit der Elektronenkonfiguration der paramagnetischen Zentren wechselwirkt. Diese Wechselwirkung ist aber typischerweise unerwünscht.
• Lichtquelle LD
• Der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC umfasst vorschlagsgemäß bevorzugt eine Lichtquelle LD. Bei der Lichtquelle LD handelt es sich bevorzugt um einen Laser, der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers mit Pumpstrahlung LB einer Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp bestrahlen kann. Bevorzugt bestrahlt die Lichtqualle LD die betreffenden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB, die in ihrem zeitlichen Intensitätsverlauf pulsmoduliert, also bevorzugt gepulst ist.
• Bevorzugt kann die Lichtquelle LD Lichtpulse der Pumpstrahlung LB zu durch die Steuervorrichtung µC vorgebbaren Lichtpulsstartzeitpunkten t_sp bezogen auf einen Referenzzeitpunkt t_0p mit einer Lichtpulsdauer t_dp aussenden. Bevorzugt steuert eine Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers die Lichtquelle LD mit Hilfe eines Lichtquellentreibers LDRV über einen Steuerdatenbus SDB. Der Lichtquellentreiber LDRV versorgt die Lichtquelle LD mit Energie. Dabei hängt diese Energieversorgung der Lichtquelle LED typischerweise von Steuerbefehlen ab, die der Lichtquellentreiber LDRV über den Steuerdatenbus SDB von der Steuervorrichtung µC erhält. Die Strahlungsleistung der von der Lichtquelle LD abgestrahlten Pumpstrahlung LB hängt typischerweise von Steuerbefehlen ab, die der Lichtquellentreiber LDRV über den Steuerdatenbus SDB von der Steuervorrichtung µC erhält, und von einem oder mehreren Sendesignalen S5. Bevorzugt handelt es sich bei die Lichtquelle LD um einen Halbleiterlaser. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei die Lichtquelle LED um eine Laserdiode. Die Verwendung einer LED (Leuchtdiode) als Lichtquelle LD ist aber auch denkbar. Bei der beispielhaften Verwendung von NV-Zentren als paramagnetischen Zentren NV1, NV2, NV3 in Diamant als Quantenpunkten besitzt das als Pumpstrahlung LB verwendet Licht der Lichtquelle LD bevorzugt eine Wellenlänge in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm Wellenlänge und/oder besser 450 nm bis 650 nm und/oder besser 500 nm bis 550 nm und/oder besser 515 nm bis 540 nm. Im Zuge der Erarbeitung des technischen Inhalts dieser Schrift ergab eine Wellenlänge von 532 nm der als Pumpstrahlung LB verwendeten elektromagnetischen Strahlung der Lichtquelle LD gute Resultate. Bevorzugt umfasst die Lichtquelle LD einen Laser, der bevorzugt ein Halbleiterlaser ist. Im Falle von NV-Zentren als paramagnetischen Zentren in Diamant als Substrat D hat sich eine Laser-Diode der Fa. Osram vom Typ PLT5 520B mit 520nm Wellenlänge als beispielhafte Lichtquelle LD für die Bestrahlung der NV-Zentren in Diamant mit Pumpstrahlung LB bewährt. Der vorschlaggemäße verlegbare Quantencomputer QC umfasst bevorzugt den besagten Lichtquellentreiber LDRV der die Abstrahlung der Pumpstrahlung LB durch die Lichtquelle LD steuert.
• Bevorzugt steuert ein Wellenformgenerator WFG den Lichtquellentreiber LDRV und damit die Lichtquelle LD mittels eines Sendesignals S5. Der Wellenformgenerator WFG erzeugt das Sendesignal S5 bevorzugt zeitlich synchronisiert zu den Radiofrequenz- und Mikrowellensignalen die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) erzeugt und mittels einer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA in das Substrat D einstrahlt. Damit bestrahlt die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ in einem festen zeitlichen Phasenverhältnis zu den Lichtpulsen der Bestrahlung der Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte Cl1₁. Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₁, Cl3₃ mit Pumpstrahlung LB durch die Lichtquelle LD. Typischerweise synchronisiert sich der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG auf das Sendesignal S5 den Wellenformgenerator WFG und zwar bevorzugt auf das Sendesignal S5. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Phasenlage zwischen den Radio- und Mikrowellensignalen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG einerseits und den Lichtpulsen der Lichtquelle LD andererseits in einem vorbestimmbaren Phasenverhältnis zueinander stehen. Bevorzugt stellt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die Betriebsparameter des Wellenformgenerators WFG und des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG entsprechend der gewünschten Quantenoperation so ein, dass diese die Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ wie vorgesehen manipulieren können.
• Bevorzugt umfasst die Lichtquelle LD einen Fotodetektor. Bevorzugt umfasst das System aus Lichtquelle LD und Lichtquellentreiber LDRV und einen Regler. Der Fotodetektor PD der Lichtquelle LD kann beispielsweise eine Fotodiode sein, die typischerweise die Intensität der von der Lichtquelle LD abgestrahlten Pumpstrahlung LB überwacht. Bevorzugt ist der Regler Teil des Lichtquellentreibers LDRV. Der Lichtquellentreiber LDRV treibt bevorzugt die Lichtquelle LD in Abhängigkeit von dem Sendesignals S5. Bevorzugt ist der Regler ein P-Regler oder besser ein I-Regler oder besser ein PI-Regler oder besser ein PID-Regler oder ein Regler mit einem frequenzoptimierten Frequenzgang der Verstärkung der geöffneten Regelschleife bzw. der Schleifenverstärkung. Der Regler vergleicht bevorzugt den Wert des Messignals des Fotodetektors der Lichtquelle LD mit dem Sendesignal S5 des Wellenformgenerators WFG. In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis des Werts des Sendesignals S5 mit dem Wert des Messignals des Fotodetektors der Lichtquelle LD regelt der Regler der Lichtquelle LD dann die Intensität der Pumpstrahlung LB nach. Der Regler der Lichtquelle LD regelt die Intensität der Pumpstrahlung LB bevorzugt über eine Änderung der Treiberleistung des Lichtquellentreibers LDRV nach. In der Folge entspricht im Idealfall im eingeschwungenen Zustand dann die Intensität der Pumpstrahlung LB bis auf Regelabweichungen im Wesentlichen dem Wert des Sendesignals S5. Im Idealfall verfügt der Regler des Lichtquellentreibers LDRV über einen Analog-zu-Digital-Wandler und eine Datenschnittstelle zum internen Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputers QC. In diesem Fall können der Regler und/oder ein Steuerrechner des Lichtquellentreibers LDRV und/oder ein Steuerrechner der Lichtquelle LD beispielsweise über den Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputers QC die durch den Regler des Lichtquellentreibers LDRV der Lichtquelle LD und/oder den Steuerrechner der Lichtquelle LD und/oder den Regler des Lichtquellentreibers LDRV erfassten Intensitätswerte der Pumpstrahlung LB der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC zur Verfügung stellen. In diesem Fall können der Regler und/oder der besagte Steuerrechner der Lichtquelle LD und/oder der Steuerrechner der Lichtquelle LD beispielsweise über den Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputers QC die andere Betriebsparameter der Lichtquelle LD wie beispielsweise durch einen Analog-zu-Digital-Wandler und/oder Sensoren innerhalb der Lichtquelle LD und/oder des Lichtquellentreibers LDRV wie beispielsweise jeweilige Betriebsspannungen, jeweilige Temperaturen oder dergleichen der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC ebenfalls zur Verfügung stellen. Bevorzugt verstärken ein Verstärker der Lichtquelle LD und/oder ein Verstärker des Lichtquellentreibers LDRV das Signal des Fotodetektors der Lichtquelle LD, bevor beispielsweise der Analog-zu-Digital-Wandler des Reglers des Lichtquellentreibers LDRV dieses in ein digitales Messsignal für den Regler des Lichtquellentreibers LDRV der Lichtquelle LD wandelt. Über den Steuerdatenbus SDB kann die Steuervorrichtung µC beispielsweise die Lichtquelle LD und/oder den Lichtquellentreiber LDRV und deren Komponenten konfigurieren. Solche Konfigurationsziele können beispielsweise aber nicht nur beispielsweise der Regler des Lichtquellentreibers LDRV der Lichtquelle LD und dessen Regelparameter und/oder die Verstärkung und/oder der Frequenzgang des Verstärkers der Lichtquelle LD und/oder die Verstärkung und/oder der Frequenzgang des Verstärkers des Lichtquellentreibers LDRV und deren Parameter sein. Der Lichtquellentreiber LDRV und die Lichtquelle LD können eine Einheit bilden. Der Lichtquellentreiber LDRV und die Lichtquelle LD können über einen oder mehrere gemeinsame Steuerrechner und/oder einen oder mehrere gemeinsame Analog-zu-Digital-Wandler verfügen. Für die Einstellung analoger Steuerparameter können die Lichtquelle LD und/oder der Lichtquellentreiber LD über einen oder mehrere Digital-zu-Analog-Wandler verfügen, die analoge Steuerpegel innerhalb der Lichtquelle LD und/oder des Lichtquellentreibers LD bereitstellen. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC steuert diese Digital-zu-Analog-Wandler vorzugsweise über den Steuerdatenbus SDB. Der ggf. vorhandene Steuerrechner der Lichtquelle LD und/oder der ggf. vorhandene Steuerrechner des LED-Treibers LDRV können ggf. auch die Digital-zu-Analog-Wandler steuern.
• Optisches System
• Das optische System OS umfasst bevorzugt ein konfokales Mikroskop. Die Lichtquelle LD strahlt die Pumpstrahlung LB ab. In dem Beispiel der 1 passiert die Pumpstrahlung LB den dichroischen Spiegel DBS. Das optische System OS fokussiert die Pumpstrahlung LB auf Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder nukleare Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ im Fokuspunkt des optischen Systems OS. Dabei nutzt das optische System OS bevorzugt sein konfokales Mikroskop. Die Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 veranlasst die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 typischerweise zur Abgabe von Fluoreszenzstrahlung FL. Das optische System OS erfasst typischerweise zumindest einen Teil der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Das optische System OS führt diese erfasste Fluoreszenzstrahlung FL über den dichroischen Spiegel DBS dem Fotodetektor PD zu. Bevorzugt trennen der dichroische Spiegel DBS oder eine andere Vorrichtung die Pumpstrahlung LB und die Fluoreszenzstrahlung FL so voneinander, dass im Wesentlichen bevorzugt nur Fluoreszenzstrahlung FL den Fotodetektor PD erreicht. Statt eines dichroische Spiegel DBS kann der hier vorgeschlagene Quantencomputer QC daher auch eine Kombination aus einem halbdurchlässigen Spiegel und einem optischen Filter umfassen. Dabei ist der optische Filter dann bevorzugt relativ zum halbdurchlässigen Spiegel auf der Seite des Fotodetektors PD angeordnet. Bevorzugt lässt der optische Filter dann Strahlung mit der Fluoreszenzwellenlänge λfl der Fluoreszenzstrahlung FL im Wesentlichen ungedämpft passieren. Bevorzugt lässt der optische Filter dabei dann Strahlung mit der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp der Pumpstrahlung LB im Wesentlichen nicht passieren. In dem Beispiel der 1 weist der vorgeschlagene Quantencomputer QC einen weiteren halbdurchlässigen oder teilreflektierenden Spiegel STM auf. In dem Beispiel der 1 teilt der weitere halbdurchlässige oder teilreflektierende Spiegel STM einen Teil der Fluoreszenzstrahlung FL ab. Der weitere halbdurchlässige oder teilreflektierende Spiegel STM führt diese abgeteilte Fluoreszenzstrahlung FL einer beispielhaften ersten Kamera CM1 zu. Die erste Kamera CM1 erfasst ein Bild der Fluoreszenzstrahlung FL emittierenden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Über eine beispielhafte erste Kameraschnittstelle CIF und den Steuerdatenbus SDB kann in dem Beispiel der 1 die Steuervorrichtung µC auf die erste Kamera CM1 und das erfasste Bild der ersten Kamera CM1 zugreifen. Beispielsweise kann ein Nutzer über den externen Datenbus EXTDB oder eine andere Schnittstelle der Steuervorrichtung µC über den Steuerrechner µC auf das Bild der ersten Kamera CM1 zugreifen und Teile des Quantencomputers QC in Abhängigkeit von dem erfassten Bild der ersten Kamera CM1 steuern. Auch kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise das erfasste Bild der ersten Kamera CM1 über den Steuerdatenbus SDB abfragen und dann auswerten oder in einem Speicher RAM, NVM speichern oder sonst wie verarbeiten. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC ein Bildverarbeitungsprogramm ausführen. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder eine andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC beispielsweise durch Auswertung des von der ersten Kamera CM1 erfassten Bildes einen mechanischen Versatz der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 gegenüber dem optischen System OS feststellen und einen Versatzvektor ermitteln. Bevorzugt korrigieren der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder die andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC diesen von ihr festgestellten Versatz der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 gegenüber dem optischen System OS. Beispielsweise können der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder die andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC mittels einer translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung XT und/oder einer translatorischen Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT den festgestellten Versatzvektor eliminieren. Hierzu verschiebt bevorzugt die translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung XT das Substrat D mit der QuantenALU aus Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder nuklearen Kernquantenpunkten Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁. Cl3₂, Cl3₃ in x-Richtung in der Art, dass die X-Komponente des festgestellten Versatzvektors bevorzugt im Wesentlichen 0 wird. Beispielsweise kann dabei bevorzugt die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB mittels einer X-Steuervorrichtung GDX für die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung steuern und Betriebsparameter der Positioniervorrichtung XT in X-Richtung abfragen. Die X-Steuervorrichtung GDX für die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung ist hierzu bevorzugt mit dem Steuerdatenbus SDB verbunden. Bevorzugt führen dabei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder die andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC einen Regelalgorithmus durch, der einem Pl oder PI-Regler oder einem anderen geeigneten Regler entspricht. Des Weiteren verschiebt bevorzugt die translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT das Substrat D mit der QuantenALU aus Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder nuklearen Kernquantenpunkten Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ in Y-Richtung in der Art, dass die Y-Komponente des festgestellten Versatzvektors bevorzugt im Wesentlichen 0 wird. Beispielsweise kann dabei bevorzugt die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB mittels einer Y-Steuervorrichtung GDY für die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung steuern und Betriebsparameter der Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung abfragen. Die Y-Steuervorrichtung GDY für die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung ist hierzu bevorzugt mit dem Steuerdatenbus SDB verbunden. Bevorzugt führen dabei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder die andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC einen Regelalgorithmus durch, der einem Pl oder PI-Regler oder einem anderen geeigneten Regler entspricht. Bevorzugt weist der Quantencomputer QC auch eine Vorrichtung zur Wiederfokussierung (Re-Fokussierung) auf. Beispielsweise kann das optische System OS eine Teilvorrichtung umfassen, das eine Verschiebung des optischen Systems OS in Z-Richtung relativ zum Substrat D ermöglicht. Bevorzugt kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB diese Teilvorrichtung zur Verschiebung des optischen Systems OS in Z-Richtung steuern. Bevorzugt kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB auf Betriebsparameter dieser Teilvorrichtung zur Verschiebung des optischen Systems OS in Z-Richtung zugreifen und das konfokale Mikroskop des optischen Systems OS bevorzugt automatisch fokussieren. Bevorzugt regelt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB den Abstand zwischen optischem System OS und Substrat D in der Art in Abhängigkeit von dem erfassten Bild der ersten Kamera CM1 unter Nutzung dieser Teilvorrichtung zur Verschiebung des optischen Systems OS in Z-Richtung nach, dass der Fokus der erfassten Bilder der ersten Kamera auf den fluoreszierenden Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 liegt und bei einwirkenden mechanischen Störungen auch verbleibt. Sofern die Steuervorrichtung µC durch Manipulationen des Quantenzustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 die Fluoreszenzstrahlung FL solcher Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 zu weit vermindert oder unterdrückt, so berücksichtigt die Steuervorrichtung µC die Fluoreszenzstrahlung FL dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bevorzugt nicht weiter für die Dauer dieses Zustands dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bei der Lageregelung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS bzw. bei der Fokusregelung des optischen Systems OS. Sofern die Steuervorrichtung µC durch Manipulationen des Quantenzustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 die Fluoreszenzstrahlung FL solcher Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in ausreichendem Maße ermöglicht oder erhöht, so berücksichtigt die Steuervorrichtung µC die Fluoreszenzstrahlung FL dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bevorzugt wieder für die Dauer dieses Zustands dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bei der Lageregelung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS bzw. bei der Fokusregelung des optischen Systems OS. Der vorgeschlagene Quantencomputer QC umfasst also bevorzugt einen oder mehrere Regelkreise zur Stabilisierung der räumlichen Position der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ relativ gegenüber dem Fokuspunkt des optischen Systems OS und ggf. bevorzugt einen oder mehrere Regelkreise zur Stabilisierung des Fokus des optischen Systems OS auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder die nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Substrats D.
• Ggf. regelt die Steuervorrichtung µC die Lichtquelle LD und/oder den Lichtquellentreiber LDRV in Abhängigkeit von dem erfassten Bild der ersten Kamera CM1 mittels eines Lichtquellensteuerungsprogramms nach. Das Lichtquellensteuerungsprogramm ist bevorzugt ein Hardwareprogramm, das die Steuervorrichtung µC oder eine andere Rechnereinheit des Quantencomputers QC kontinuierlich ausführt. Der Lichtquellentreiber LDRV ist hierzu bevorzugt mit dem Steuerdatenbus SDB verbunden. Der Rechnerkern CPU kann über diesen Steuerdatenbus STB dann den Lichtquellentreiber LDRV steuern und dessen Betriebsparameter bevorzugt abfragen. Es ist denkbar, dass der vorgeschlagene Quantencomputer QC innerhalb der Lichtquelle LD und/oder innerhalb des Lichtquellentreibers LDRV eine optischen Überwachungsvorrichtung, beispielsweise eine Monitorfotodiode mit einer dieser Monitorfotodiode zugehörigen Vorrichtung zur Auswertung der Messwerte der Monitordiode, umfasst, die die Intensität der Emission der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD überwacht und deren Parameter erfasst. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann dann bevorzugt über den Steuerdatenbus SDB diese erfassten Parameter auslesen. Die Steuervorrichtung µC und/oder die besagte optische Überwachungsvorrichtung der Lichtquelle LD und/oder des Lichtquellentreibers LDRV und/oder eine andere Teilvorrichtung des verlegbaren Quantencomputer QC können dann die Intensität der Emission der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD beispielsweise in Abhängigkeit vom Wert des Sendesignals S5 oder eines von Ihnen vorgegebenen anderen Parameters nachregeln.
• Der Fotodetektor PD erfasst die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Der Fotodetektor PD wandelt die erfasste Fluoreszenzstrahlung FL in ein Empfängerausgangssignal S0. Ein Verstärker V verstärkt und/oder filtert bevorzugt das Empfängerausgangssignal S0. Bevorzugt verstärkt und/oder filtert der Verstärker V das Empfängerausgangssignal SO in Abhängigkeit vom Sendesignal S5. Bevorzugt umfasst der Verstärker V einen oder mehrere Analog-zu-Digitalwandler. Bevorzugt kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC Werte dieser Analog-zu-Digital-Wandler über den Steuerdatenbus SDB abfragen. Bevorzugt wandelt ein Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers im Zusammenwirken mit einem internen Verstärker IVV des Verstärkers V das Empfängerausgangssignal S0 in Messwerte von Abtastwerten des Empfängerausgangssignals S0.Bevorzugt ist zu diesem Zweck der Verstärker V mit dem Steuerdatenbus SDB verbunden. Bevorzugt kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB Betriebsparameter des Verstärkers V einstellen und/oder abfragen. Diese Betriebsparameter können beispielsweise die Verstärkung und/oder Filterparameter einer Filterung sein, die der Verstärker V durchführt.
• Mikrowellenansteuerung MW/RF-AWFG, mWA
• Der vorschlaggemäße verlegbare Quantencomputer QC umfasst bevorzugt eine oder mehrere Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃. Beispielsweise kann eine solche Vorrichtung MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₁, Cl3₃ einen oder mehrere Mikrowellen/-Radiofrequenzgeneratoren mit bevorzugt jeweils frei wählbarer Wellenform MW/RF-AWFG und eine oder mehrere über einen oder mehrere Wellenleiter an diese angeschlossene Antennen mWA umfassen. Diese Antennen mWA erzeugen dann das besagte elektromagnetische Wellenfeld am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3_Z, Cl3₃. Ein einfacher Draht kann bereits als Antenne mWA dienen, wenn die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in ausreichend kleinem Anstand zu dem Draht angeordnet sind. Das besagte elektromagnetische Wellenfeld am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ hängt dabei von den Ausgangssignalen des einen oder der mehreren mehrere Mikrowellen/-Radiofrequenzgeneratoren mit bevorzugt jeweils frei wählbarer Wellenform MW/RF-AWFG ab. Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB die eine oder mehrere Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁. Cl3₂, Cl3₃. Bevorzugt synchronisiert das Sendesignal S5 die Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ durch die eine oder mehrere Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃. Beispielsweise kann das Sendesignal S5 die Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ durch die eine oder mehrere Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ mit dem Lichtquellentreiber LDRV und damit mit der Emission der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD synchronisieren.
• Steuervorrichtung µC
• Bevorzugt umfasst der verlegbare Quantencomputer QC die bereits erwähnte Steuervorrichtung µC mit dem Rechnerkern CPU. Bevorzugt handelt es sich bei der Steuervorrichtung µC um einen konventionellen Digitalrechner in Von-Neumann- oder Harvard-Architektur. Die Steuervorrichtung µC umfasst bevorzugt einen Rechnerkern CPU und bevorzugt einen oder mehrere Daten- und Programmspeicher RAM NVM. Beispielsweise kann es sich um einen ARM-Controller handeln.
• Beispielsweise kann es sich bei dem Rechnerkern CPU um einen ARM-Cortex-A78AE für sicherheitskritische Anwendungen handeln. Der ARM-Cortex-A78AE zeichnet sich dadurch aus, dass er unterstützende Vorrichtungsteile und Funktionen zur Erfüllung der ISO 26262 ASIL Band ASIL D Sicherheitsanforderungen umfasst. Die hier vorgelegte Schrift schlägt daher vor, in bestimmten Fällen einen Rechnerkern CPU vorzusehen, der er unterstützende Vorrichtungsteile und Funktionen zur Erfüllung der ISO 26262 ASIL Band ASIL D Sicherheitsanforderungen oder funktionsäquivalenter Standards wie IEC 61508 und/oder IEC 62061:2021, EN 61511, EN 50129, EN 62304, US RTCA DO-178B, US RTCA DO-254, EUROCAE ED-12B aufweist. Der Daten- und Programmspeicher RAM NVM bzw. die mehreren Daten- und Programmspeicher RAM NVM können ganz oder in Teilen als nicht flüchtiger Speicher NVM und/oder ganz oder in Teilen als flüchtiger Speicher RAM ausgelegt sein. Der Daten- und Programmspeicher der Steuervorrichtung µC kann ganz oder in Teilen nur lesbar sein und ganz oder in Teilen schreib/lesbar sein. Der Daten- und Programmspeicher RAM NVM kann beispielsweise ein RAM, ein SRAM, ein DRAM, ein ROM, ein EEPROM, ein PROM, ein Flash-Speicher und/oder dazu funktionsäquivalente Speicher umfassen. Die Steuervorrichtung µC kann eine Bootstrap-Vorrichtung zum Laden des Startprogramms in den Daten- und Programmspeicher umfassen. Der Daten- und Programmspeicher RAM NVM der Steuervorrichtung µC kann ein BIOS umfassen. Der Daten- und Programmspeicher RAM NVM der Steuervorrichtung µC kann einen Datenspeicher und/oder einen Programmspeicher umfassen. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann eine Datenschnittstelle DBIF zur Kommunikation mit anderen Rechnersystemen, insbesondere einer übergeordneten zentralen Steuereinheit ZSE und zu Nutzerschnittstellen umfassen. Diese Datenschnittstelle DBIF kann drahtgebunden und/oder drahtlos sein. Die hier vorgelegte Schrift verweist auf die einschlägige Literatur zu Datennetzwerken.
• Steuerungsaufgaben der Steuervorrichtung µC
• Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung µC des vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC mittels ihres Rechnerkerns µC auch die Intensität und Modulation der Pumpstrahlung LB und Intensitätsmodulation der Lichtquelle LD. Hierzu kann beispielsweise der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den zeitlichen Verlauf der Intensität der von der Lichtquelle LD abgestrahlten Pumpstrahlung LB steuern. Bevorzugt ist der zeitliche Intensitätsverlauf der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD pulsmoduliert. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC steuert mittels des Wellenformgenerators WFG über den Lichtquellentreiber LDRV die Lichtquelle LED. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC steuert dabei bevorzugt die Intensität l_p und/oder die zeitliche Lage t_sp der Pulse und/oder die zeitliche Dauer t_dp der Pulse der gepulsten Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD. Über diese Intensität I_p der Pulse der Pumpstrahlung LB und über die zeitliche Lage t_sp der Pulse der Pumpstrahlung LB und über die zeitliche Dauer t_dp der Pulse der Pumpstrahlung LB kann somit der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC beeinflussen. Daher kann über diese Intensität I_p der Pulse der Pumpstrahlung LB und über die zeitliche Lage t_sp der Pulse der Pumpstrahlung LB und über die zeitliche Dauer t_dp der Pulse der Pumpstrahlung LB somit der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die Zustände von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 der Quantenpunkte miteinander koppeln. Dabei synchronisiert die Vorrichtung beispielsweise mittels des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC diese Pulse der Pumpstrahlung LB und/oder mittels geeigneter Synchronisationen und/oder mittels Synchronisationssignale mit ggf. von dem Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG erzeugten Mikrowellen- und/oder Radiosignalen zur Ansteuerung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃. Ein solches Synchronisationssignal kann das Sendesignal S5 sein. Diese von dem Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG erzeugten Mikrowellen- und/oder Radiosignalen beeinflussen die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 je nach Zustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ebenfalls. Über solche Beeinflussungen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC kann der Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC typischerweise auch die Zustände der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ beeinflussen und ggf. die Zustände nuklearer Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ mit Zuständen von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 koppeln. Über solche Beeinflussungen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC kann der Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC typischerweise ebenso die Zustände der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1, Cl2 ,CI3 beeinflussen und ggf. die Zustände der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ untereinander koppeln.
• Der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC steuert bevorzugt die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃. Diese eine oder mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ erzeugen bevorzugt ein oder mehrere sich ggf. überlagernde elektromagnetische Felder am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃. Diese elektromagnetischen Felder sind dabei bevorzugt so gestaltet, dass sie eine geeignete Frequenz, insbesondere eine Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz, f_HF aufweisen, die typischerweise mit einem zeitlichen Hüllkurvenverlauf in Pulsform moduliert ist. Bevorzugt ist die Erzeugung der Pulse dieser gepulsten elektromagnetischen Felder mit Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz f_HF mit der Erzeugung der Pulse der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LED zeitlich beispielsweise über das Sendesignal S5 synchronisiert. Ein solcher Puls dieser gepulsten elektromagnetischen Felder mit Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz f_HF beginnt vorzugsweise zu einem Pulsstartzeitpunkt t_spHF relativ zum Referenzzeitpunkt t_0HF und weist bevorzugt eine Pulsdauer t_dHF auf. Der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC steuert dabei bevorzugt sowohl die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung des besagten elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte Cl1₁. Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃. Bevorzugt stellt der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC dabei die Frequenz des elektromagnetischen Feldes f_HF ein, das die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte Cl1₁. Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ erzeugen. Bevorzugt stellt der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC ggf. auch einen Pulsstartzeitpunkt t_spHF relativ zum Referenzzeitpunkt t_0HF und ggf. eine Pulsdauer t_dHF eines zeitlichen Hüllkurvenverlaufs der Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes durch die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ in Pulsform ein. Darüber hinaus stellt bevorzugt der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC auch die Amplitude I_pHF dieses Pulses ein, den diese Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA erzeugen.
• Darüber hinaus steuert der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC ggf. weitere Funktionen des verlegbaren Quantencomputers QC und dessen Teilvorrichtungen und Verfahren. Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Paare aus zwei Quantenpunkten und die Paare aus jeweils einem Quantenpunkt und jeweils einem nuklearen Kernquantenpunkt weisen typischerweise unterschiedliche Resonanzfrequenzen f_HF auf. Ursache sind zum Ersten die unterschiedlichen räumlichen Abstande der Quantenpunkte innerhalb der verschiedenen Paare aus zwei Quantenpunkten untereinander und zum Zweiten die unterschiedlichen räumlichen Abstände innerhalb der verschiedenen Paare aus einem Quantenpunkt und einem diesem Quantenpunkt jeweils zugeordneten nuklearen Kernquantenpunkt. Bevorzugt misst der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC zu Beginn des Betriebes und/oder noch in der Fabrikationsstätte in einem Testlauf bzw. Probebetrieb diese Resonanzfrequenzen f_HF aus. Hierzu nutzt die oben beschriebenen Mittel. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift ausdrücklich nochmals auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1 . Die so ermittelten Resonanzfrequenzwerte speichert der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC bevorzugt in einem Speicher NVM der Steuervorrichtung µC als gespeicherte Resonanzfrequenzen ab. Bevorzugt ist dieser Speicher ein nicht flüchtiger Speicher NVM. Dies hat den Vorteil, dass diese Ermittlung der Resonanzfrequenzen durch einen Scanvorgang mit einem typischerweise schrittweisen Durchstimmen der Frequenz f_HF dann seltener notwendig ist und nicht bei jedem Neustart des Quantencomputers QC notwendig ist. Im Betrieb nutzt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC diese im Speicher NVM der Steuervorrichtung µC gespeicherten Resonanzfrequenzen, um die Frequenz f_HF des zu erzeugenden elektromagnetischen Feldes so einzustellen, dass eine oder mehrere Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes gezielt den Zustand eines ganz bestimmten Quantenpunkts und/oder gezielt den Zustand eines ganz bestimmten Paars von Quantenpunkten und/oder eines ganz bestimmten Paars aus einen Quantenpunkt und einem Kernquantenpunkt gezielt die Zustände einer ganz bestimmten Gruppe von Quantenpunkten beeinflussen können. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift ausdrücklich nochmals auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1 .
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Lichtquellentreiber LDRV steuern und Betriebsparameter des Lichtquellentreibers LDRV wie beispielsweise interne Temperaturen, interne Versorgungsspannungen etc., auslesen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB der Lichtquelle LD steuern und Betriebsparameter der Lichtquelle LD, wie Temperatur, Lichtabstrahlungsintensität etc. auslesen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Wellenformgenerator WFG steuern und Betriebsparameter des Wellenformgenerators WFG auslesen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Verstärker V steuern und Betriebsparameter des Verstärkers V, wie beispielsweise Verstärkungen und/oder Filterparameter, auslesen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die durch Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V und durch den Verstärker V verstärkten und gefilterten Messwerte des Empfängerausgangssignals SO des Fotodetektors PD erfassen und auslesen. Sofern möglich, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF den Fotodetektor PD konfigurieren und ggf. weitere Betriebsparameter, wie beispielsweise eine Vorspannung oder eine Temperatur auslesen oder die Vorspannung einstellen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und eine erste Kameraschnittstelle CIF die erste Kamera CM1 konfigurieren und auslesen. Bevorzugt erfasst die erste Kamera CM1 ein Bild des Substrats D. Bevorzugt erfasst die erste Kamera CM1 ein Bild der Verteilung der Fluoreszenzstrahlung FL des Substrats D und über mittelt dieses Bild bevorzugt an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC. Bevorzugt erfasst die erste Kamera CM1 also ein Bild der Verteilung der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Substrats D und übermittelt dieses Bild bevorzugt an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann die erste Kamera CM1 somit steuern und Betriebsparameter und Daten der Kamera CM1 auslesen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die X-Steuervorrichtung GDX für die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung steuern und Betriebsparameter der X-Steuervorrichtung GDX auslesen und ggf. anpassen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Y-Steuervorrichtung GDY für die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung steuern und Betriebsparameter der Y-Steuervorrichtung GDY auslesen und ggf. anpassen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die X-Steuervorrichtung GDX die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung steuern und Betriebsparameter der translatorischen Positioniervorrichtung XT in X-Richtung auslesen und ggf. anpassen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die Y-Steuervorrichtung GDY die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung steuern und Betriebsparameter der translatorischen Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung auslesen und ggf. anpassen.
• Bevorzugt erfasst der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Position des Substrats D relativ zum optischen System OS. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise und bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die erste Kameraschnittstelle CIF und die erste Kamera CIM1 bevorzugt diese Position des Substrats D relativ zum optischen System OS erfassen und Änderungen dieser Position des Substrats D relativ zum optischen System OS mittels der Y-Steuervorrichtung GDY und der translatorischen Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung und mittels der X-Steuervorrichtung GDX und der translatorischen Positioniervorrichtung XT in X-Richtung so korrigieren, dass diese Korrekturen diese Änderungen dieser Position des Substrats D relativ zum optischen System OS rückgängig machen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB einen Temperatursensor ST auslesen und ggf. konfigurieren.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB in Abhängigkeit von der mit dem Temperatursensor ST erfassten Temperatur ein oder mehrere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC neu konfigurieren oder anders betreiben. Insbesondere kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC ein oder mehrere Lüfter des Quantencomputers QC oder funktionsäquivalente Kühlvorrichtungen wie Wasser- oder Ölkühler mit entsprechenden Kühlmittelkreisläufen in Betrieb setzen oder in ihren Betriebsparametern so verändern, dass die mit dem Temperatursensor TS erfasste Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich bleibt. Der vorgeschlagene Quantencomputer QC kann ein oder mehrere Temperatursensoren TS und ein oder mehrere Kühlmittelkreisläufer und/oder ein oder mehrere Lüfter aufweisen. Als Kühlmittel kommen alle geeigneten Fluide in Frage. Luft, Wasser und Öl sind besonders bevorzugt. Die Kühlung dient typischerweise der Abfuhr der Abwärme von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC. Typischerweise ist eine Zieltemperatur im Bereich von 0°C bis 50°C bevorzugt. Ein militärischer Temperaturbereich von -40°C bis 125°C erscheint sinnvoll für militärische Anwendungen. Statt einer Kühlvorrichtung kann der Quantencomputer QC auch eine Heizung für Klimatisierungszwecke aufweisen, wobei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB in Abhängigkeit von der mit dem Temperatursensor ST erfassten Temperatur diese Heizung dann so steuert, dass das Innere des Quantencomputers QC eine Mindesttemperatur überschreitet. Die Heizung kann beispielsweise elektrisch, chemisch oder thermonuklear sein.
• Bevorzugt erfasst der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Position des Substrats D relativ zum optischen System OS und die Position eines Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise und bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die zweite Kameraschnittstelle CIF2 und die zweite Kamera CIM2 bevorzugt diese Position des Substrats D relativ zum optischen System OS und die Position eines Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D beispielsweise in der Seitenansicht erfassen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und die zweite Kameraschnittstelle CIF2 die zweite Kamera CM2 konfigurieren und auslesen. Bevorzugt erfasst die zweite Kamera CM2 ein Bild des Substrats D relativ zum optischen System OS und die Position eines Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D beispielsweise in der Seitenansicht. Bevorzugt beleuchtet zu diesem Zweck eine Leuchte LM mit einem Leuchtmittel den Bereich, den die zweite Kamera CM2 erfassen soll. Bevorzugt erfasst die zweite Kamera CM2 dieses Bild und über mittelt dieses Bild bevorzugt an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann die zweite Kamera CM2 somit steuern und Betriebsparameter und Daten der zweiten Kamera CM2 auslesen. Diese zweite Kamera CM2 ermöglicht es in Fernwartung den Positioniervorgang und die Positionierung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS mittels der translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und der translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung zu beobachten und zu überprüfen und ggf. den Positionierungsvorgang und die Positionierung des Substrats D gegenüber einem Permanentmagneten PM mittels der Positioniervorrichtung PV dieses Permanentmagneten PM zu beobachten und zu überprüfen, ohne das Gehäuse des Quantencomputers QC überprüfen zu müssen. Bevorzugt überträgt die zweite Kamera CM2 das Bild des beobachteten Bildbereichs über die zweite Kameraschnittstelle CIF2, den Steuerdatenbus SDB, die interne Datenschnittstelle MDBIF, den internen Datenbus INTDB der Steuervorrichtung µC, den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC, die externe Datenschnittstelle DBIF der Steuervorrichtung µC und den externen Datenbus EXTDB an eine übergeordnete Steuereinheit ZSE oder einen anderen Rechner, der über eine geeignete Mensch-Maschine-Schnittstelle verfügt. Diese Mensch-Maschine-Schnittstelle kann einen Bildschirm und eine Tastatur oder der gleichen aufweisen, sodass ein Bediener des Quantencomputers QC hier Eingaben für die Steuerung von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC oder des Quantencomputers QC als Ganzes vornehmen kann. Diese oder eine andere Mensch-Maschine-Schnittstelle kann zur Darstellung von Rechenergebnissen des Quantencomputers QC dienen und/oder Statusmeldungen des Quantencomputers QC, insbesondere des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC und/oder Betriebsparameter und/oder Statusmeldungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC darstellen. Insbesondere kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle Bilder und/oder Video-Sequenzen der ersten Kamera CM1 und/oder der zweiten Kamera CM2 darstellen. Diese Bilder und/oder Video-Sequenzen können durch den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC oder einen Rechner, der über den externen Datenbus EXTDB mit dem verlegbaren Quantencomputer QC verbunden ist, für die Darstellung zuvor bearbeitet sein. Bei dem Rechner kann es sich um eine zentrale Steuereinheit ZSE handeln. Beispielsweise kann es sich um Falschfarbenbilder, Bildausschnitte und verzerrte Bilder und Videos oder der Gleichen handeln.
• Die erste Kamera CM1 und/oder die zweite Kamera CM2 brauchen nicht notwendigerweise RGB Kameras sein. Vielmehr können sie auch empfindlich für für den Menschen nicht sichtbare Strahlung sein. Die erste Kamera CM1 und/oder die zweite Kamera CM2 können auch Multispektralkameras sein, um beispielsweise die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 optimal beobachten zu können. Die erste Kamera CM1 umfasst bevorzugt eine Abbildungsoptik und eine bildgebende Fotodetektorschaltung, beispielsweise einen CCD-Sensor-IC, und eine Kameraauswerteelektronik, die an die erste Kameraschnittstelle CIF gekoppelt ist. Die zweite Kamera CM2 umfasst bevorzugt eine zweite Abbildungsoptik und eine zweite bildgebende Fotodetektorschaltung, beispielsweise einen zweiten CCD-Sensor-IC, und eine zweite Kameraauswerteelektronik, die an die zweite Kameraschnittstelle CIF2 gekoppelt ist.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Steuervorrichtung PVC für eine Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM steuern und Betriebsparameter der Steuervorrichtung PVC für eine Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM auslesen und ggf. modifizieren.
• Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Änderungen der Position des Substrats D relativ zum optischen System OS und die Position eines Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D beispielsweise in der Seitenansicht erfassen und solche Änderungen der Position des Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D mittels einer Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PV wieder ausgleichen. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC verwendet hierfür bevorzugt die Steuervorrichtung PVC für eine Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann hierdurch bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM mittels der die Steuervorrichtung PVC steuern und Betriebsparameter der Positioniervorrichtung PV auslesen und ggf. modifizieren. Insbesondere kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielhaft bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB mittels der Positioniervorrichtung PV die Position des Permanentmagneten PM bevorzugt steuern und verändern. Bevorzugt kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC Änderungen der Position des Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D mittels der zweiten Kamera CM2 erfassen und mittels der Positioniervorrichtung PV wieder kompensieren.
• Der vorgeschlagene Quantencomputer QC umfasst somit erste Mittel (CM1, CM2), um Änderungen der Anordnung von Vorrichtungsteilen (OS, D, PM) zueinander zu erfassen, und zweite Mittel (XT, YT, PV), um die erfassten Änderungen rückgängig zu machen. Die ersten Mittel können auch funktionsäquivalente Sensoren, insbesondere Positionssensoren umfassen. Die zweiten Mittel können auch andere funktionsäquivalente Aktoren umfassen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB einen Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zu Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) steuern und dessen Betriebsparameter auslesen und ggf. anpassen. Insbesondere kann beispielsweise bevorzugt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erzeugte Wellenformen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG programmieren bzw. einstellen oder die eingestellte Wellenform auslesen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA einstellen und konfigurieren und/oder eine solche Konfiguration der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA auslesen. Der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG steuert typischerweise die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA mit der vom Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG erzeugten Wellenformen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG an. Die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA bestrahlt das Substrat D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 mit der elektromagnetischen Strahlung entsprechend der vom Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG erzeugten Wellenformen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG.
• Hierdurch manipuliert die elektromagnetischen Strahlung entsprechend der vom Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG erzeugten Wellenformen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG den Quantenzustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte Cl1₁. Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ im Substrat D. Hierdurch kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Quantenzustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ im Substrat D manipulieren. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann typischerweise über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB mittels des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und der Lichtquelle LD ebenfalls aber in anderer Weise den Quantenzustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ im Substrat D manipulieren.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Kühlvorrichtung KV des Substrats D und ggf. in der 1 nicht eingezeichnete Hilfsvorrichtungen der Kühlvorrichtung KV des Substrats D steuern und deren Statusinformationen erfassen und auslesen. Bei der Hilfsvorrichtung der der Kühlvorrichtung KV des Substrats D kann es sich beispielsweise um ein sogenanntes Closed Loop Helium Gas Cooling-System HeCLCS handeln, dass Helium als Kühlmittel verwendet. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Closed Loop Helium Gas Cooling-System HeCLCS steuern. Beispielsweise kann dieses Kühlmittel eine Kühlfläche als Kühlvorrichtung KV durchströmen, wobei auf der Oberfläche der als Kühlvorrichtung KV dienenden Kühlfläche das Substrat D thermisch leitfähig befestigt ist und wobei hierdurch das Substrat durch das Closed Loop Helium Gas Cooling-System HeCLCS gekühlt wird. Bevorzugt positionieren die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und die translatorischen Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung den Verbund aus der Kühlvorrichtung KV und Substrat D.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Ladevorrichtung LDV steuern und Betriebsparameter und Daten der Ladevorrichtung LDV auslesen. Ein solcher Betriebsparameter kann beispielsweise der Spannungswert der Netzspannung des elektrischen Versorgungsnetzes sein, das die Ladevorrichtung LDV mit elektrischer Energie versorgt, sein.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Trennvorrichtung TS steuern und Betriebsparameter und Daten der Trennvorrichtung TS auslesen. Beispielsweis kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Ausgänge der Ladevorrichtung LDV von der ersten Energiereserve BENG und/oder der zweiten Energiereserve BENG2 trennen, sodass diese zum Ersten die erste Energiereserve BENG und/oder die zweite Energiereserve BENG2 nicht mehr mit elektrischer Energie lädt und zum Zweiten die übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers nicht oder nur noch wesentlich weniger stört. Beispielsweis kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Ausgänge der Ladevorrichtung LDV mit der ersten Energiereserve BENG und/oder mit der zweiten Energiereserve BENG2 verbinden, sodass diese die erste Energiereserve BENG und/oder die zweite Energiereserve BENG2 mit elektrischer Energie lädt.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Energiereserve BENG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Energiereserve BENG auslesen. Beispielsweise kann die erste Energiereserve BENG mehrere Untermodule umfassen, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC überwacht. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Temperatur dieser Untermodule und/oder den Druck in diesen Untermodulen und/oder den Ladezustand dieser Untermodule erfassen. Hierzu umfasst die erste Energiereserve BENG bevorzugt geeignete Sensoren, deren Werte der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC erfassen kann. Im Fehlerfall kann dadurch Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC diesen Fehlerfall an den erfassten Parametern dieser Untermodule erfassen und fehlerhafte Untermodule aus dem Verband herausschalten und die entstehende Lücke überbrücken. Hierzu umfasst die erste Energiereserve BENG bevorzugt geeignete Schalter und/oder Umschalter, deren Schaltzustand der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beeinflussen kann.
• Bevorzugt kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Energieversorgung einer ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG beeinflussen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Energieaufbereitungsvorrichtung SRG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG erfassen und auslesen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Energieversorgung der übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Sofern DMA-Zugriffe der übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC zulässig sind, können diese beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB mittels eines DMA-Zugriffs auf die Steuervorrichtung µC und/oder den Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und/oder den der Rechnerkern CPU und/oder die Steuervorrichtung µC und die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB auf Vorrichtungen außerhalb des Quantencomputers QC zugreifen.
• Die ggf. vorhandenen internen Steuerrechner von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC können beispielsweise bevorzugt über die Steuervorrichtung µC und die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB mit Vorrichtungen außerhalb des Quantencomputers QC kommunizieren und mit diesen externen Vorrichtungen Daten austauschen. Bei solchen externen Vorrichtungen kann es sich beispielsweise um Steuergeräte eines Kraftfahrzeugs Kfz oder der gleichen handeln. Insbesondere ist ein Datenaustausch mit dem Internet oder einem vergleichbaren Datennetzwerk mit einer Vielzahl von Rechnersystemen denkbar. Zu diesen Rechnersystemen kann beispielsweise eine verlegbare zentrale Steuereinheit ZSE eines verlegbaren Quantencomputersystems QUSYS gehören, deren Teil der verlegbare Quantencomputer QC sein kann.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann den flüchtigen Speicher RAM der Steuervorrichtung µC mit Daten beschreiben und lesen. Typischerweise umfasst der Dateninhalt des flüchtigen Speichers RAM Programmdaten und/oder Betriebsdaten und/oder Programmbefehle.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann die Daten des nicht flüchtigen Speichers NVM der Steuervorrichtung µC lesen. Bevorzugt umfasst der nicht flüchtige Speicher NVM der Steuervorrichtung µC einen beschreibbaren nicht flüchtigen Speicher wie einen Flash-Speicher. Typischerweise umfasst der Dateninhalt des nicht flüchtigen Speichers NVM Programmdaten und/oder Betriebsdaten und/oder Programmbefehle. Bevorzugt umfasst der Dateninhalt eines nicht flüchtigen und beschreibbaren Speichers NVM die Parameter der Resonanzfrequenzen für die Ansteuerung der Kernquantenbits Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3_Z, Cl3₃.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise den Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC lesen und/oder mit Daten beschreiben.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann bevorzugt über die die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB auf ein übergeordnetes Rechnersystem, beispielsweise eine zentrale Steuereinheit ZSE und/oder die Steuervorrichtungen anderer Quantencomputer QC1 bis QC16 zugreifen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann über die interne Datenschnittstelle MDBIF auf den Steuerdatenbus SDB und über diesen Steuerdatenbus SDB auf andere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC zugreifen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Lichtquellentreiber LDRV steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Lichtquellentreibers LDRV auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise die Leuchtintensität und andere einstellbare Betriebsparameter umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Lichtquellentreiber LDRV auslesen kann, können beispielsweise Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Lichtquellentreiber LDRV des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Wellenformgenerator WFG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Wellenformgenerators WFG auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise die Daten der zu erzeugenden Wellenform des Sendesignals S5 des Wellenformgenerators WFG und/oder die Geschwindigkeit / Frequenz der Erzeugung der so vorgegebenen Wellenform des erzeugten Sendesignals S5 des Wellenformgenerators WFG und andere einstellbare Betriebsparameter des Wellenformgenerators WFG umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Wellenformgenerator WFG auslesen kann, können beispielsweise Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Wellenformgenerator WFG des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Verstärker V steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Verstärker V auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise die Verstärkung und/oder Filterparameter des Verstärkers V und andere einstellbare Betriebsparameter des Verstärker V umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Verstärker V auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Verstärker V des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Fotodetektor PD steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Fotodetektor PD auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise die Verstärkung und/oder Filterparameter eines möglicherweise vorhandenen und in den Fotodetektor PD integrierten Ansteuerschaltkreises sein, der das eigentliche photonensensitive Element des Fotodetektors PD ansteuert und die für die Detektion von Photonen relevanten Werte erfasst und in ein auslesbares Signal wandelt. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Fotodetektors PD auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Fotodetektor PD des Quantencomputers QC überwachen und steuern. Im einfachsten Fall kann es sich aber auch um einen vollkommen passiven Fotodetektor PD ohne jede Intelligenz handeln, der lediglich ein analoges Ausgangssignal an den Verstärker V übergibt.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und eine erste Kameraschnittstelle CIF die erste Kamera CM1 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Kamera CM1 auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der ersten Kamera CM1 wie Helligkeit, Kontrast, Farbeinstellungen, Blenden, Fokus etc. der ersten Kamera CM1 und andere einstellbare Betriebsparameter der ersten Kamera CM1 umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der ersten Kamera CM1 auslesen kann, können beispielsweise die Bilddaten, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die erste Kamera CM1 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Kameraschnittstelle CIF steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten erste Kameraschnittstelle CIF auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der ersten Kameraschnittstelle CIF wie Speichertiefe, DMA-Zugriffsparameter und andere einstellbare Betriebsparameter der ersten erste Kameraschnittstelle CIF umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der ersten Kameraschnittstelle CIF auslesen kann, können beispielsweise die Bilddaten der ersten Kamera CM1, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen.
• Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die erste Kameraschnittstelle CIF des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und eine zweite Kameraschnittstelle CIF2 die zweite Kamera CM2 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Kamera CM2 auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Kamera CM2 wie Helligkeit, Kontrast, Farbeinstellungen, Blenden, Fokus etc. der zweiten Kamera CM2 und andere einstellbare Betriebsparameter der zweiten Kamera CM2 umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Kamera CM2 auslesen kann, können beispielsweise die Bilddaten, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Kamera CM2 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die zweite Kameraschnittstelle CIF2 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten erste Kameraschnittstelle CIF2 auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Kameraschnittstelle CIF2 wie Speichertiefe, DMA-Zugriffsparameter und andere einstellbare Betriebsparameter der zweiten erste Kameraschnittstelle CIF2 umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Kameraschnittstelle CIF2 auslesen kann, können beispielsweise die Bilddaten der zweiten Kamera CM2, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Kameraschnittstelle CIF2 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Leuchte mit einem Leuchtmittel LM zur Beleuchtung des Sichtfeldes der zweiten Kamera CM2 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Leuchte mit dem Leuchtmittel LM auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Leuchte mit dem Leuchtmittel LM wie Helligkeit, Ausrichtung und andere einstellbare Betriebsparameter der Leuchte mit dem Leuchtmittel LM umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der Leuchte mit dem Leuchtmittel LM auslesen kann, können interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Leuchte mit dem Leuchtmittel LM des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB einen oder mehrere Temperatursensoren ST steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des einen oder der mehreren Temperatursensoren ST auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter des einen oder der mehreren Temperatursensoren ST und andere einstellbare Betriebsparameter des einen oder der mehreren Temperatursensoren ST umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus des einen oder der mehreren Temperatursensoren ST auslesen kann, können Temperaturdaten, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des einen oder der mehreren Temperatursensoren ST des Quantencomputers QC und des Quantencomputers QC selbst überwachen und steuern.
• Der eine Temperatursensor ST bzw. die mehreren Temperatursensoren ST können als temperatursensitive Sensorelemente beispielsweise NTC-Widerstände, PTC-Widerstände, PN-Übergänge, Thermoelemente (z.B. Platin/Rhodium Thermoelemente) oder dergleichen und/oder Auswerteelektroniken umfassen.
• Sofern der Quantencomputer QC in heißen oder sehr kalten Umgebungen eingesetzt werden soll, kann der Quantencomputer QC eine oder mehrere Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC als Ganzes aufweisen. Sofern der Quantencomputer QC in heißen oder sehr kalten Umgebungen eingesetzt werden soll, kann dann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB diese eine oder mehreren Heizvorrichtungen für den Quantencomputer QC und/oder diese einer oder mehreren Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC als Ganzes steuern und/oder Betriebsparameter und Daten dieser einen oder mehreren Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der einen oder der mehreren Heizvorrichtungen und/oder einer oder mehrerer Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC und andere einstellbare Betriebsparameter der einen oder der mehreren Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem einen oder den mehreren Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC auslesen kann, können Temperaturdaten, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC der einen oder der mehreren Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG wie Wellenform, Wellenfrequenz, Amplitude und zeitliche Verzögerung gegenüber einem Synchronisationssignal, wie beispielsweise dem Sendesignal S5, und andere einstellbare Betriebsparameter des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG auslesen kann, können interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz die Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz wie Empfindlichkeit, Bestromung und andere einstellbare Betriebsparameter des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus den Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz auslesen kann, können die Magnetfeldmesswerte, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Magnetfeldsteuerung MFSx steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Magnetfeldsteuerung MFSx auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der ersten Magnetfeldsteuerung MFSx wie die einzustellende Stärke der magnetischen Flussdichte B_x in Richtung der ersten Richtung, die einzustellende Bestromung des ersten Magnetfelderzeugungsmittels MGx und andere einstellbare Betriebsparameter der ersten Magnetfeldsteuerung MFSx umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der ersten Magnetfeldsteuerung MFSx auslesen kann, können die Magnetfeldmesswerte, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die erste Magnetfeldsteuerung MFSx des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy wie die einzustellende Stärke der magnetischen Flussdichte B_y in Richtung der zweiten Richtung, die einzustellende Bestromung des zweiten Magnetfelderzeugungsmittels MGy und andere einstellbare Betriebsparameter der zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy auslesen kann, können die Magnetfeldmesswerte, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der dritten Magnetfeldsteuerung MFSz auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der dritten Magnetfeldsteuerung MFSz wie die einzustellende Stärke der magnetischen Flussdichte B_z in Richtung der dritten Richtung, die einzustellende Bestromung des dritten Magnetfelderzeugungsmittels MGy und andere einstellbare Betriebsparameter der dritten Magnetfeldsteuerung MFSz umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der dritten Magnetfeldsteuerung MFSz auslesen kann, können die Magnetfeldmesswerte, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Energieaufbereitungsvorrichtung SRG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG wie die an andere Vorrichtungsteile zu liefernde Spannungswerte und maximale Stromstärken und andere einstellbare Betriebsparameter der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG auslesen kann, können interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die erste Energieaufbereitungsvorrichtung SRG des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die zweite Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 wie die an andere Vorrichtungsteile zu liefernde Spannungswerte und maximale Stromstärken und andere einstellbare Betriebsparameter der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 auslesen kann, können interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Energiereserve BENG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Energiereserve BENG auslesen. Sofern die Energiereserve BENG über eine eigene Steuer- und Überwachungsvorrichtung verfügt, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Steuerungsdaten and diese Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Energiereserve BENG senden. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Energiereserve BENG wie maximale Temperaturen etc. umfassen. Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Energiereserve BENG verfügt vorzugsweise über Mittel, um wichtige, insbesondere sicherheitsrelevante Betriebsparameter der Energiereserve BENG zu überwachen. Diese Mittel können Temperatursensoren, Spannungs- und Stromsensoren oder Drucksensoren zur Messung des Binnendrucks von Batteriezellen umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der Energiereserve BENG auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Energiereserve BENG des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Energiereserve BENG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Energiereserve BENG2 auslesen. Sofern die zweite Energiereserve BENG2 über eine eigene Steuer- und Überwachungsvorrichtung verfügt, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Steuerungsdaten and diese Steuer- und Überwachungsvorrichtung der zweiten Energiereserve BENG2 senden. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Energiereserve BENG2 wie maximale Temperaturen etc. umfassen. Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung der zweiten Energiereserve BENG2 verfügt vorzugsweise über Mittel, um wichtige, insbesondere sicherheitsrelevante Betriebsparameter der zweiten Energiereserve BENG2 zu überwachen. Diese Mittel können Temperatursensoren, Spannungs- und Stromsensoren oder Drucksensoren zur Messung des Binnendrucks von Batteriezellen umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Energiereserve BENG2 auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweiten Energiereserve BENG2 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Trennvorrichtung TS steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Trennvorrichtung TS auslesen. Sofern die Trennvorrichtung TS über eine eigene Steuer- und Überwachungsvorrichtung verfügt, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Steuerungsdaten and diese Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Trennvorrichtung TS senden. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Trennvorrichtung TS wie Schließzustand (verbunden/getrennt), maximale Temperaturen etc. umfassen. Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Trennvorrichtung TS verfügt vorzugsweise über Mittel, um wichtige, insbesondere sicherheitsrelevante Betriebsparameter der Trennvorrichtung TS zu überwachen. Diese Mittel können Temperatursensoren, Spannungs- und Stromsensoren umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der Trennvorrichtung TS auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Trennvorrichtung TS des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die die Ladevorrichtung LDV steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der die Ladevorrichtung LDV auslesen. Sofern die die Ladevorrichtung LDV über eine eigene Steuer- und Überwachungsvorrichtung verfügt, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise bevorzugt über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Steuerungsdaten and diese Steuer- und Überwachungsvorrichtung der die Ladevorrichtung LDV senden. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der die Ladevorrichtung LDV wie Netzspannung der Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV, einzustellende Ausgangsspannungen der Ladevorrichtung LDV, maximale Temperaturen etc. umfassen. Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Trennvorrichtung TS verfügt vorzugsweise über Mittel, um wichtige, insbesondere sicherheitsrelevante Betriebsparameter der der Ladevorrichtung LDV zu überwachen. Diese Mittel können Temperatursensoren, Spannungs- und Stromsensoren umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der der Ladevorrichtung LDV auslesen kann, können beispielsweise die tatsächliche Netzspannung der Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV, tatsächlich eingestellte Ausgangsspannungen der Ladevorrichtung LDV, interne Stromstärken, interne Werte elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie die Seriennummer etc. und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Ladevorrichtung LDV des Quantencomputers QC überwachen und steuern.
• Der vorschlagsgemäße verlegbare Quantencomputer QC weist bevorzugt eine Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV auf, die den Quantencomputer QC überwacht, während er Quantencomputer QC ein Quantencomputerprogramm mit einem Quantencomputerprogrammablauf ausführt, das bevorzugt in seinem Speicher RAM, NVM abgelegt ist. Die hier vorgelegte Schrift verweist hierzu auf die noch unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE 10 2021 110 964.7 und deren ggf. durch Prioritätsinanspruchnahme entstandenen Nachanmeldungen. Diese Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV überwacht den korrekten Quantencomputerprogrammablauf des Quantencomputerprogramms des Quantencomputers QC überwacht. Bevorzugt überwacht die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV zumindest den Wert und/oder Werteverlauf zumindest eines, besser mehrere und optimal aller der folgenden Betriebsparameter überwacht:
• - einen oder mehrere Werte von Betriebsspannungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC,
• - einen oder mehrere Werte von Stromaufnahmen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC,
• - den Prozessortakt des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC und/oder dessen Frequenz,
• - die Prozessortakte anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC und/oder deren Frequenz,
• - die Lichtabgabe der Lichtquelle LD des Quantencomputers QC, insbesondere die Intensität der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD,
• - die Signalerzeugung des der Wellenformgenerators WFG des Quantencomputers QC,
• - die Funktionstüchtigkeit der Datenschnittstelle DBIF,
• - die Funktionstüchtigkeit der die internen Datenschnittstelle MDBIF,
• - die Funktionstüchtigkeit des Lichtquellentreibers LDRV,
• - die Funktionstüchtigkeit des Verstärkers V,
• - die Funktionstüchtigkeit der Fotodetektor PD,
• - die Temperatur mittels eines Temperatursensors ST,
• - die Funktionstüchtigkeit des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen,
• - die Funktionstüchtigkeit der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz,
• - die Funktionstüchtigkeit der Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz,
• - die Funktionstüchtigkeit der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG,
• - die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2,
• - die Funktionstüchtigkeit der Energiereserve BENG,
• - die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2,
• - die Funktionstüchtigkeit der Trennvorrichtung TS,
• - die Funktionstüchtigkeit der Ladevorrichtung LDV.
• - -die Detektionsfähigkeit von elektromagnetischer Strahlung eines Fotodetektors
• - -die bestimmungsgemäß korrekte Erzeugung elektromagnetischer Felder, insbesondere von Mikrowellenfeldern und/oder Radiowellenfeldern eine Vorrichtung des Quantencomputers QC zur Manipulation eines oder mehrerer Quantenbits QUB,
• - -den komplexen und/oder realen und/oder imaginären Leitwert einer Leitung und der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne MWA, die Teil der Vorrichtung des Quantencomputers QC zur Manipulation eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ist.
• Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV Typischerweise sind die T2-Zeiten der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3_Z, Cl3₃ begrenzt. Daher entstehen zwischen zwei Quantencomputerberechnungen zeitliche Pausen, in denen eine Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Funktionstüchtigkeit des restlichen Quantencomputers QC prüfen kann.
• Typischerweise führt also der Quantencomputer QC seine Quantencomputerberechnungen innerhalb von ersten Zeiträumen, die typischerweise kürzer als die T2-Zeiten der der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte Cl1₁. Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ sind, durch. Die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV führt Prüfungen der übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC bevorzugt innerhalb von zweiten Zeiträumen durch. Die ersten Zeiträume sind bevorzugt von den zweiten Zeiträumen verschieden. Eine Quantencomputerberechnung im Sinne dieser Schrift umfasst zumindest eine Quantenoperation, wie Beispielsweise eine Initialisierung eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ und/oder beispielsweise die Ausführung eines Quanten-Gates wie beispielsweise einer CNOT-Operation oder einer CCNOT-Operation oder eines Hadamard-Gates oder eines π-Pulses oder eines X-Gates etc.
• Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf das Buch von Steven Prawer (Herausgeber), Igor Aharonovich (Herausgeber), „Quantum Information Processing with Diamond: Principles and Applications“, Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Band 63, Woodhead Publishing, 8. Mai 2014, ISBN-10 : 0857096567, ISBN-13 : 978-0857096562.
• Da das Ergebnis einer Quantenberechnung des Quantencomputers QC nur mit einer gewissen Statistik korrekte Ergebnisse liefert, sammelt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV mehrere der als Antwort des restlichen Quantencomputers QC von dem Rechnerkern CPU übermittelten Ergebnisse mehrerer gleichartiger Anfragen der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV zur Durchführung von Quantenberechnungen an den Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC und wertet diese bevorzugt statistisch aus. Weicht die ermittelte Statistik der von dem Rechnerkern CPU übermittelten Ergebnisse mehrerer gleichartiger Anfragen der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV zur Durchführung von Quantenberechnungen an den Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC von einer erwarteten Statistik um mehr als x*σ ab, so schließt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV typischerweise auf einen Fehler des Quantencomputers QC. Hierbei steht σ für die Standardabweichung der statistischen Verteilung des Werts der erwarteten Antwort. Bevorzugt liegt x in der Größer zwischen 1 und 4. Je nach Art des Fehlers bei der Ausführung eines Quantencomputerprogramms initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein.
• Im einfachsten Fall können beispielhafte Gegenmaßnahmen beispielsweise ein Zurücksetzen und neues Initialisieren des Quantencomputers QC und/oder von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC und/oder der Start eines umfangreicheren Selbsttestprogrammes umfassen.
• Eine besondere Gegenmaßnahme kann beispielsweise auch eine translatorische Verschiebung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS sein, sodass andere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit anderen Kernquantenpunkten Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ die bisher benutzten Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ ersetzten. In dem Fall ist eine Neuinitialisierung des Quantencomputers QC unvermeidbar. Insbesondere ermittelt der Rechnerkern CPU mittels der Verfahren der DE 10 2020 007 977 B4 die Resonanzfrequenzen zur Ansteuerung und Manipulation und Verschränkung der anderen Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit anderen Kernquantenpunkten Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ und speichert diese bevorzugt in seinem nicht flüchtigen Speicher NVM und weniger bevorzugt in seinem flüchtigen Speicher RAM ab. Für die eine translatorische Verschiebung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS nutzt der Rechnerkern CPU bevorzugt die translatorische Positioniervorrichtung XT des Substrats D in X-Richtung und die translatorische Positioniervorrichtung des Substrats D in Y-Richtung.
• Beispielsweise kann darüber hinaus die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in dem ersten Zeitraum eine vorgegebene Quantencomputerberechnung durchzuführen und das Ergebnis der Quantencomputerberechnung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV zurück zu übermitteln. Antwortet der verlegbare Quantencomputers QC nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC so kann ein Fahler vorliegen.. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Hierfür führt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC bevorzugt statistische Aufzeichnungen. Entspricht die statistische Verteilung der Inhalte der Antworten des Rechnerkerns CPU der Steuerungsvorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC nicht einer erwarteten statistischen Verteilung, so schließt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC bevorzugt ebenfalls auf einen Fehler. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Eine solche Prüfung prüft typischerweise auch die bestimmungsgemäß korrekte Erzeugung elektromagnetischer Felder, insbesondere von Mikrowellenfeldern und/oder Radiowellenfeldern durch eine Vorrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC zur Manipulation eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Sinne der hier vorgelegten Schrift sind beispielsweise der Wellenformgenerator, der Lichtquellentreiber LDRV, die Lichtquelle LD, der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zu Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) und die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA sowie im weitesten Sinne die Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz und die zugehörigen Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz sowie die Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz. Eine solche Prüfung testet zum Teil auch -den komplexen und/oder realen und/oder imaginären Leitwert einer Leitung und der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne MWA, die Teil der Vorrichtung des Quantencomputers QC zur Manipulation eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ist.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen einen oder mehrere Werte von Betriebsspannungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC, von anderen Vorrichtungsteilen in den zweiten Zeiträumen abzufragen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen einen oder mehrere Werte von Stromaufnahmen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC, von anderen Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen abzufragen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Der Taktgeber OSZ des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC versorgt typischerweise den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC mit einem Takt zum Betrieb des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC. Der Taktgeber OSZ des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC kann darüber hinaus bevorzugt weitere Digitalschaltungen und Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC mit einem Takt zum Betrieb dieser Digitalschaltungen und Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC versorgen.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, mittels insbesondere während oder nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen und/oder dem zweiten Zeitraum den Prozessortakt des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC und/oder dessen Frequenz zu überprüfen. Tritt ein Fehler, wie eine falsche Prozessortaktfrequenz oder ein Prozessortakt-Jitter auf, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Prozessortakt als fehlerhaft. Somit überwacht die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC bevorzugt den Taktgeber OSZ des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Je nach Art eines Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen maximalen Häufigkeitswert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Ggf. verfügt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC über eine eigene Überwachungstakterzeugung ÜOSZ. Bevorzugt versorgt die Überwachungstakterzeugung ÜOSZ der die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC typischerweise die die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC mit einem Takt zum Betrieb des die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC.
• Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen den Prozessortakt der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC und/oder dessen Frequenz und/oder die Überwachungstakterzeugung ÜOSZ überprüfen. Tritt ein Fehler, wie eine falsche Prozessortaktfrequenz oder ein Prozessortakt-Jitter auf, so bewertet der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC den Prozessortakt der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC als fehlerhaft. Somit überwacht der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC bevorzugt die Überwachungstakterzeugung ÜOSZ der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC.
• Je nach Art eines Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Bevorzugt verfügt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV über eine separate Energieversorgung mit bevorzugt einer weiteren Energiereserve und einer eigenen Energieaufbereitungsvorrichtung. Bevorzugt speisen die Ladevorrichtung LDV oder eine andere weitere Ladevorrichtung diese weitere eigenen Energieaufbereitungsvorrichtung und/oder das Laden diese weitere Energiereserve. Diese optionalen Vorrichtungsteile, die weitere Energiereserve, die weitere Energieaufbereitungsvorrichtung und die weitere Ladevorrichtung und ggf. eine weitere Trennvorrichtung der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC und deren Verbindungsleitungen sind in der 1 zur besseren Übersicht nicht mehr eingezeichnet.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, mittels insbesondere während oder nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen und/oder dem zweiten Zeitraum Prozessortake anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC und/oder deren Frequenz zu überprüfen. Tritt ein Fehler, wie eine falsche Prozessortaktfrequenz oder ein Prozessortakt-Jitter auf, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den betreffenden Prozessortakt als fehlerhaft. Somit überwacht die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC bevorzugt auch die Taktgeber anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC. Diese Taktgeber anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC sind in der 1 zur besseren Übersicht ebenfalls nicht eingezeichnet. Je nach Art eines Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers der anderen Prozessortakte anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Lichtabgabe der Lichtquelle LD des Quantencomputers QC zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen einen oder mehrere Werte von Monitordioden der Lichtquelle LD des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen abzufragen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Ansteuerung der Lichtquelle LD des Quantencomputers QC durch den Lichtquellentreiber LDRV und die die Funktionstüchtigkeit des Lichtquellentreibers LDRV zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen mittels eines Analog-zu-Digitalwandlers oder dergleichen einen oder mehrere Werte der Betriebsparameter des Lichtquellentreibers LDRV und/oder einen oder mehrere Werte der Ansteuerungssignale des Lichtquellentreibers LDRV für die Lichtquelle LD des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zu erfassen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, mittels insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Erzeugung des Sendesignals S5 durch den Wellenformgenerator WFG des Quantencomputers QC zu überprüfen. Hierzu kann der Quantencomputer QC und/oder der Wellenformgenerator WFG über eine Messvorrichtung, beispielsweise ein digitales Speicheroszilloskop oder eine ähnlich Signalerfassungsvorrichtung umfassen, dass den zeitlichen Verlauf des Sendesignals S5 erfasst. Beispielsweise kann es sich um einen Analog-zu-Digitalwandler handeln, der diesen Signalverlauf des Sendesignals S5 erfasst. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen den Wellenformgenerator WFG des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zur Erzeugung eines Sendesignals S5 zu veranlassen und mittels der besagten Signalerfassungsvorrichtung den zeitlichen Verlauf des Sendesignals S5 zu erfassen. Bevorzugt bewertet der Rechnerkern CPU den so erfassten zeitlichen Verlauf des Sendesignals S5 und übermittelt des Ergebnis dieser Bewertung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV. Ebenso ist es denkbar, dass der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC den erfassten Signalverlauf des Sendesignals S5 an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV übermittelt und dann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV den erfassten Signalverlauf des Sendesignals S5 bewertet. Die Antwort des Rechnerkerns CPU soll dabei innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC erfolgen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, mittels insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Erzeugung des Ausgangsignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC zu überprüfen. Hierzu kann der Quantencomputer QC und/oder der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC über eine Messvorrichtung, beispielsweise ein digitales Speicheroszilloskop oder eine ähnlich Signalerfassungsvorrichtung umfassen, dass den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC erfasst. Beispielsweise kann es sich um einen Analog-zu-Digitalwandler handeln, der diesen Signalverlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC erfasst. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen die Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer bestimmten Wellenform zu Testzwecken zu veranlassen und mittels der besagten Signalerfassungsvorrichtung den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC zu erfassen. Auch kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels der Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen die Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer bestimmten Wellenform zu Testzwecken zu veranlassen und mittels der besagten Signalerfassungsvorrichtung die von der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne MWA reflektierte Leistung nach Betrag und/oder Phase zu erfassen und so auf die Impedanz der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne MWA und ihrer Zuleitung zu schließen und diese zu erfassen. Bevorzugt bewertet der Rechnerkern CPU den so erfassten zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC und /oder der erfassten Messwerte und übermittelt das Ergebnis dieser Bewertung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV. Ebenso ist es denkbar, dass der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC den erfassten Signalverlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV übermittelt und dann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV den erfassten Signalverlauf des Ausgangssignals Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC bewertet. Die Antwort des Rechnerkerns CPU soll dabei innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC erfolgen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, mittels insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der Datenschnittstelle DBIF zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen zur Kommunikation über die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB mit einem übergeordneten Rechnersystem zu Testzwecken in den zweiten Zeiträumen zu veranlassen. Bei dem übergeordneten Rechnersystem kann es sich beispielsweise um eine zentrale Steuereinheit ZSE handeln. Bevorzugt antwortet das übergeordnete Rechnersystem innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne mit einer bewertbaren Antwort. Bevorzugt bewertet der Rechnerkern CPU die über die die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB von dem externen Rechnersystem erhaltene Nachricht und übermittelt des Ergebnis dieser Bewertung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV. Ebenso ist es denkbar, dass der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC die über die die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB von dem externen Rechnersystem erhaltene Nachricht an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV übermittelt und dann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV die über die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB von dem externen Rechnersystem erhaltene Nachricht bewertet. Die Antwort des Rechnerkerns CPU und des übergeordneten Rechnersystems, beispielsweise der zentralen Steuereinrichtung ZSE, soll dabei bevorzugt innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC erfolgen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, mittels insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der internen Datenschnittstelle MDBIF zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen zur Kommunikation über die internen Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB mit einem internen Rechnerkern eines anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zu veranlassen. Bevorzugt antwortet der interne Rechnerkern des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne mit einer bewertbaren Antwort. Bevorzugt bewertet der Rechnerkern CPU die über die die interne Datenschnittstelle MDBIF und den internen Datenbus INTDB und den Steuerdatenbus SDB von dem internen Rechnerkern des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC erhaltene Nachricht und übermittelt des Ergebnis dieser Bewertung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV. Ebenso ist es denkbar, dass der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC die über die die interne Datenschnittstelle MDBIF und den internen Datenbus INTDB und den Steuerdatenbus SDB von dem internen Rechnerkern des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC erhaltene Nachricht an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV übermittelt und dann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV die über die die internen Datenschnittstelle MDBIF und den internen Datenbus INTDB und den Steuerdatenbus SDB von dem internen Rechnerkern des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC erhaltene Nachricht bewertet. Die Antwort des Rechnerkerns CPU und des internen Rechnerkerns des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC soll dabei bevorzugt innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC erfolgen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit des Verstärkers V und die Funktionstüchtigkeit des Fotodetektors PD zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen die Lichtquelle LD des Quantencomputers QC zu einer definierten Lichtemission oder eine Teststrahlungsquelle des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zur Abgabe einer Testlichtemission veranlassen, die den Fotodetektor PD bestrahlt, und/oder den Fotodetektor PD zur Erzeugung eines Testsignals für den Verstärker V in den zweiten Zeiträumen veranlassen und die erfassten Werte im Verstärker V abzufragen und/oder Betriebsparameter des Verstärkers V und des Fotodetektor PD zu erfassen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC kann die bevorzugt vorgesehene Teststrahlungsquelle des Quantencomputers QC typischerweise über die interne Datenbusschnittstelle MDBIF und den internen Datenbus INTDB und den Steuerdatenbus SDB steuern. Typischerweise kann die der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC den Fotodetektor PD des Quantencomputers QC beispielsweise mittels einer optischen Teststrahlungsquelle mit einem optischen Testsignal bestrahlen um die Funktionstüchtigkeit des Quantencomputers QC sicherzustellen. Zur besseren Übersicht ist diese Teststrahlungsquelle des verlegbaren Quantencomputers QC zur Bestrahlung des Fotodetektors PD mit Teststrahlung in der 1 nicht eingezeichnet.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen Temperaturen innerhalb des Quantencomputers QC mittels eines oder mehrerer Temperatursensoren ST zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen eine oder mehrere Temperaturen innerhalb des Quantencomputers QC mittels eines oder mehrerer Temperatursensoren ST des Quantencomputers QC zu erfassen und die erfassten Temperaturmesswerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz und/oder die Funktionstüchtigkeit der Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und/oder die Funktionstüchtigkeit der Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen mittels der Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und der Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz des Quantencomputers QC verschiedene magnetische Flussdichten einzustellen und mittels der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz zu erfassen und die erfassten Messwerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit der weiterer Energieaufbereitungsvorrichtungen zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen mittels der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG und/oder der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 und/oder der weiterer Energieaufbereitungsvorrichtungen bestimmte Versorgungsspannungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC einzustellen und/oder zu modifizieren und beispielsweise mittels Messvorrichtungen deren Spannungswerte und/oder Stromwerte zu und die erfassten Messwerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der Energiereserve BENG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit ggf. weiterer Energiereserven ggf. weiterer Vorrichtungsteile oder bereits benannter Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen mittels Ladevorrichtungen, wie der bereits benannten Ladevorrichtung LDV, den Ladezustand der der Energiereserve BENG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit ggf. weiterer Energiereserven ggf. weiterer Vorrichtungsteile zu verändern und dabei die Werte der jeweiligen Stromaufnahme und des Spannungsverlaufs mittels geeigneter Messmittel des Quantencomputers QC zu erfassen und so beispielsweise auf die Impedanz dieser Energiereserven zu schließen. In dem Fall veranlasst die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels der besagten Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB die erfassten Messwerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der Trennvorrichtung TS des Quantencomputers QC und die die Funktionstüchtigkeit der Ladevorrichtung LDV des Quantencomputers QC zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen die Trennvorrichtung TS zu öffnen und mittels der Ladevorrichtungen, wie der bereits benannten Ladevorrichtung LDV, den Ladezustand der der Energiereserve BENG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit ggf. weiterer Energiereserven ggf. weiterer Vorrichtungsteile zu verändern und dabei die Werte der jeweiligen Stromaufnahme und des Spannungsverlaufs mittels geeigneter Messmittel des Quantencomputers QC zu erfassen und die Trennvorrichtung TS zu schließen und mittels der Ladevorrichtungen, wie der bereits benannten Ladevorrichtung LDV, den Ladezustand der der Energiereserve BENG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit ggf. weiterer Energiereserven ggf. weiterer Vorrichtungsteile erneut zu verändern und dabei zweite Werte der jeweiligen Stromaufnahme und des Spannungsverlaufs mittels geeigneter Messmittel des Quantencomputers QC zu erfassen. In dem Fall veranlasst die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels der besagten Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB die erfassten Messwerte und zweiten Messwert innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit ersten du zweiten Werten, die innerhalb von erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.
• Quantencomputersystem QSYS
• Wenn der vorschlagsgemäße verlegbare Quantencomputer QC in ein Quantencomputersystem QUSYS mit einem zweiten, vorzugsweise mobilen Quantencomputer QC2 eingebunden ist, ist es vorteilhaft, wenn über mindestens eine Signalverbindung, beispielsweise einen externen Datenbus EXTDB von dem Quantencomputer QC eine Signalisierung, insbesondere eines Quantencomputerberechnungsergebnisses, an den zweiten Quantencomputer QC2 und/oder umgekehrt erfolgen kann.
• Bevorzugt umfasst das verlegbare Quantencomputersystem QUSYS mit wenigstens zwei Quantencomputern, einem ersten verlegbaren Quantencomputer QC1 und einem zweiten verlegbaren Quantencomputer QC2, mit mehreren Messeinrichtungen zur Erfassung von Betriebsgrößen des Quantencomputersystems QUSYS oder einer Vorrichtung oder eines Systems. Dabei hängen typischer Weise ggf. die Zustände der Vorrichtung bzw. des Systems von dem Quantencomputersystem QUSYS ab, wobei die der erste verlegbare Quantencomputer QC1 bevorzugt zumindest zweitweise die gleiche Quantencomputerberechnung durchführt, die der zweite verlegbare Quantencomputer QC2 durchführt. Dabei umfasst die Quantencomputerberechnung bevorzugt eine Überwachungsmaßnahme zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des jeweiligen verlegbaren Quantencomputers QC1, QC2. Dabei führt bevorzugt der erste verlegbare Quantencomputer QC1 die Quantencomputerberechnung des ersten verlegbaren Quantencomputers QC1 unabhängig von der Durchführung der Quantencomputerberechnung des zweiten verlegbaren Quantencomputers QC2 durch. Dies ermöglicht den Vergleich der Ergebnisse der Quantencomputerberechnungen durch die Rechnerkerne CPU der Steuervorrichtungen µC der verlegbaren Quantencomputer QC1, QC2 und/oder die Quantencomputerüberwachungsvorrichtungen QUV der verlegbaren Quantencomputer QC1, QC1.
• Verfahren zur Überwachung
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt darüber hinaus ein Verfahren zur Überwachung des Ablaufs eines auf mindestens einer Steuervorrichtung µC eines verlegbaren Quantencomputers QC ablauffähigen Quantencomputerprogramms mittels einer Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC vor. Dabei umfasst der verlegbaren Quantencomputer QC Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und bevorzugt Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und die Steuervorrichtung µC mit dem Rechnerkern CPU und erste Mittel zur Manipulation von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und ggf. zur Manipulation von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC und zweite Mittel zum Auslesen des Zustands von Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und ggf. Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC. Dabei steuert bevorzugt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die ersten Mittel zur Manipulation von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und ggf. Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC und die zweiten Mittel zum Auslesen des Zustands von Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und ggf. Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC. Dabei löst die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV bevorzugt bei einer Manipulation einer Teilmenge der Quantenpunkte und/oder ggf. der Kernquantenpunkte der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und ggf. Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC während der Quantencomputerprogrammlaufzeit eine Ausnahmebedingung (Exception), insbesondere eine Unterbrechung (Interrupt) des Quantencomputerprogrammablaufs, aus, wenn diese Manipulation nicht vorgesehen war. Dies kann bei einem Programmsprung durch Störungen wie kosmischer Strahlung geschehen, was hierdurch abgefangen wird.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt für den verlegbaren Quantencomputer QC einen nicht flüchtigen Speicher NVM, insbesondere ein Read-Only-Memory oder ein Flash-Memory oder einen nicht flüchtigen Speicher, für einen verlegbaren Quantencomputer QC insbesondere als Teil eines Steuergeräts eines Fahrzeugs vor. Bevorzugt ist in dem nicht flüchtigen Speicher NVM ein Quantencomputerprogramm abgespeichert, das auf mindestens einem Rechnerkern µC des Quantencomputers QC ablauffähig und zur Ausführung des vorbeschrieben Verfahrens nach geeignet ist.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt zur weiteren Absicherung der Funktionstüchtigkeit des verlegbaren Quantencomputers QC mit mindestens einem Rechnerkern CPU einer Steuervorrichtung µC und mit einer Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV das Folgende vor:
• Auf dem mindestens einen Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC soll ein Quantencomputerprogramm ablauffähig sein. Die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV überwacht während der Quantencomputerprogrammlaufzeit den Ablauf des Quantencomputerprogramms während der Ausführung durch die anderen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC. Beim einem Zugriff des Rechnerkerns CPU auf einen bestimmten Adressbereich innerhalb eines Speichers RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC oder auf andere vorbestimmte Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC erzeugt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV eine Ausnahmebedingung (Exception), insbesondere eine Unterbrechung (Interrupt) des Quantencomputerprogrammablaufs. Woraufhin der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC die Ausführung des Quantencomputerprogramms typischerweise in vorzugsweise vorbestimmter Weise unterbricht.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder eine zentrale Steuereinheit ZSE oder ein anderes Rechnersystem, die beispielsweise mit dem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den externen Datenbus EXTDB verbunden sein können, können beispielsweise die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV konfigurieren. Bevorzugt weist der Quantencomputer QC und/oder der Rechnerkern µC Mittel zum Durchlaufen einer Ausnahmebedingungs-Routine (Exception-Routine) nach dem Auslösen einer Ausnahmebedingung während der Quantencomputerprogrammlaufzeit auf. Die Ausnahmebedingungsroutine kann selbst wieder ein Quantencomputerprogramm sein.
• Weiteres Überwachungsverfahren
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputersystems QUSYS mit einem verlegbaren Quantencomputer QC und mit einer Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV mit folgenden beispielhaften Schritten vor:
• - Überwachen des korrekten Quantencomputerprogrammablaufs des Quantencomputerprogramms des verlegbaren Quantencomputers QC, insbesondere durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV oder ein andere Rechnersystem;
• - Durchführen vorbestimmter Quantencomputerberechnungen mit mindestens einer Quantenoperation zur Berechnung vorbestimmter Quantencomputerberechnungsergebnisse in vorbestimmten Zeiträumen vor vorbestimmten Zeitpunkten, insbesondere durch den Quantencomputer QC, und
• - Ansteuern einer Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV nach diesen vorbestimmten Zeitpunkten und Durchführung eines Rücksetzens (Reset-Funktion) oder Reinitialisierens des Quantencomputers QC auf einen vordefinierten Quantencomputerprogrammrestartzustand oder dergleichen, wenn diese Ansteuerung nicht in vorbestimmter Weise erfolgt durchführt.
• Datenbusse
• Der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC umfasst bevorzugt eine Datenschnittstelle DBIF mit der der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC mit übergeordneten Rechnersystemen du/oder anderen Quantencomputern QC2 kommunizieren und Daten austauschen kann. Insbesondere kann der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC über die Datenschnittstelle DBIF mit einer zentralen Steuereinheit ZSE kommunizieren und Daten austauschen. Die Datenschnittstelle kann drahtgebunden und/oder drahtlos sein.
• Über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC und/oder die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV mit des verlegbaren Quantencomputers QC mit den Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC kommunizieren und Daten und Signale austauschen
• Magnetisches System
• Bevorzugt umfasst der verlegbare Quantencomputer QC ein System zur Kompensation externer Magnetfelder und des Erdmagnetfelds. Hierzu verfügt der vorgeschlagene mobile verlegbare Quantencomputer QC vorzugsweise über Sensorsystem zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B. Vorzugsweise erfasst das Sensorsystem zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B diesen dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B in der Nähe des Substrats D. Beispielsweise kann das Sensorsystem zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B drei Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz für die drei Raumrichtungen X, Y, und Z umfassen. Es ist denkbar ein einziges Sensorsystem einzusetzen, wenn es die Ausrichtung des Magnetfelds zulässt. Beispielsweise kann der Quantencomputer QC einen Magnetfeldsensor MSx für die magnetische Flussdichte B_x in Richtung der X-Achse umfassen. Beispielsweise kann der Quantencomputer QC einen Magnetfeldsensor MSy für die magnetische Flussdichte B_y in Richtung der Y-Achse umfassen. Beispielsweise kann der Quantencomputer QC einen Magnetfeldsensor MSz für die magnetische Flussdichte B_z in Richtung der Z-Achse umfassen.
• Typischerweise umfasst der vorgeschlagene mobile Quantencomputer QC magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz. Die magnetfelderzeugenden Vorrichtungen können Permanentmagnete PM und/oder Spulen MGx, MGy, MGz, insbesondere Helmholtz-Spulen und Helmholtz-Spulenpaare, als Magnetfelderzeugungsmittel umfassen. Die Permanentmagnete PM erzeugen permanent eine magnetische Flussdichte. Die Spulen MGx, MGy, MGz erzeugen eine magnetische Fußdichte entsprechend ihrer elektrischen Bestromung. Bevorzugt sind die Permanentmagneten PM und die Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz Teil eines magnetischen Kreises. Bevorzugt, aber nicht notwendigerweise umfasst der magnetische Kreis ein Joch. Bevorzugt befindet sich der Permanentmagnet PM in einem Luftspalt. Bevorzugt kann eine Positioniervorrichtung PV den Permanentmagneten PM relativ zu Substrat D und/oder in dem Luftspalt neu positionieren und so die auf das Subastrat D mit den Quantenpunkten einwirkende magnetische Flussdichte B verändern.
• Bevorzugt umfasst die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC eine Navigationsvorrichtung GPS, die dem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die aktuelle Position mitteilt. Bevorzugt kann die Steuervorrichtung µC mit Hilfe geomagnetischer Karten des Erdmagnetfelds die sich daraus ergebende Erdmagnetfeldstärke und deren magnetischen Flussdichteanteil bestimmen. Wird der Quantencomputer QC translatorisch bewegt oder rotiert, so kann beispielsweise der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC Vorhersagewerte für zukünftige translatorische Koordinaten und/oder zukünftige Rotationen über den externen Datenbus EXTDB erhalten oder aus erhaltenen oder ermittelten Geschwindigkeitswerten und Rotationsgeschwindigkeitswerten voraussagen. Daher kann dann der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC Änderungen des auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ zukünftig einwirkenden Magnetfelds voraussagen und mittels einer Veränderung des im Quantencomputer QC erzeugten Magnetfelds mittels der magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz kompensieren.
• Das Verfahren zur Verhinderung von Störungen des Betriebs des verlegbaren Quantencomputers QC durch Änderungen externer Magnetfelder infolge einer Bewegung des verlegbaren Quantencomputers QC läuft bevorzugt wie folgt ab:
• In einem ersten Schritt a) stellt die Steuervorrichtung µC bevorzugt beispielsweise mittels Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz das derzeit wirkende externe Magnetfeld fest. In einem zweiten Schritt erfasst die Steuervorrichtung µC beispielsweise mittels eines Navigationssystems NAV und/oder einer Positionsermittlungsvorrichtung GPS die aktuellen Koordinaten und/oder die aktuelle Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung. Auf Basis dieser Daten und ggf. zusätzlicher Daten, wie zum Beispiel einer elektronischen Karte des Erdmagnetfeldes berechnet beispielsweise die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC das zu erwartende neue externe Magnetfeld und passt bevorzugt die Bestromung der Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz so an, dass diese Änderung des externen Magnetfelds durch die Bewegung des Verlegbaren Quantencomputers QC im Wesentlichen nicht wirksam wird und die Berechnungsergebnisse von Quantencomputerprogrammen des verlegbaren Quantencomputers QC im Wesentlichen nicht beeinflussen.
• Zur Vereinfachung der Darstellung nehmen wir hier an, dass die Navigationsvorrichtung GPS, nicht nur die translatorischen Koordinaten bestimmt, also beispielsweise die Position auf der Erdoberfläche, sondern auch die winkelmäßige Ausrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC und die Winkelgeschwindigkeit der Veränderung dieser Winkel. Nur unter Berücksichtigung der translatorischen Veränderungen und der rotatorischen Veränderungen der Position und Ausrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC kann das Rechnersystem CPU des verlegbaren Quantencomputers QC die notwendige Anpassung der Magnetfelderzeugung geeignet vorausberechnen und die magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz geeignet steuern.
• Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise die erste Magnetfeldsteuerung MFSx veranlassen, die Bestromung des ersten Magnetfelderzeugungsmittels MGx, das bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_x erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen.
• Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise auch die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy veranlassen, die Bestromung des zweiten Magnetfelderzeugungsmittels MGy, das bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_y erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen. Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise auch die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz veranlassen, die Bestromung des dritten Magnetfelderzeugungsmittels MGz, das bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_z erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen.
• Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise auch die Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM veranlassen, die Positionierung des Permanentmagneten PM der bevorzugt eine permanente, räumlich inhomogene magnetische Flussdichte B erzeugt, räumlich anzupassen und damit die magnetische Flussdichte am Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ anzupassen.
• Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC erfasst mittels der besagten Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz bevorzug das tatsächliche Magnetfeld und regelt die magnetische Flussdichte mittels der unmittelbar zuvor beschriebenen Stellglieder in Form der magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz nach, um Abweichungen zwischen dem erfassten Vektor der magnetischen Flussdichte und dem gewünschten Vektor der magnetischen Flussdichte auszugleichen.
• Bevorzugt umfasst der Quantencomputer QC ein Beschleunigungssensorsystem, das translatorische und/oder rotatorische Beschleunigungen erkennen kann und die entsprechenden Werte an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC liefert, sodass dieser ggf. Gegenmaßnahmen in Form von Gegenbeschleunigungen eines in den Figuren nicht gezeichneten Lageregelungssystems ergreifen kann. Ggf. kann der Rechnerkeren CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC für einige solcher Gegenmaßnahmen die Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM und/oder die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und/oder die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung nutzen. Auch kann ggf. der Rechnerkeren CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC den Fokus des optischen Systems OS in Abhängigkeit von solchen Koordinatenprognosen und/oder Geschwindigkeitsprognosen und/oder Beschleunigungsprognosen für translatorische Bewegungen und rotatorische Bewegungen modifizieren, um den Fokus zu halten. Beispielsweise kann der Rechnerkeren CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC auf Basis solcher Koordinatenprognosen und/oder Geschwindigkeitsprognosen und/oder Beschleunigungsprognosen für translatorische Bewegungen und rotatorische Bewegungen Deformationen und mechanische Schwingungen innerhalb des verlegbaren Quantencomputers QC vorhersagen und ggf. solche mittels geeigneter Sensoren wie Kameras und Positions- und Abstandssensoren innerhalb des Quantencomputers QC erkennen und kompensieren.
• Energieversorgung
• Der verlegbare Quantencomputer QC erhält bevorzugt seine Energie über eine Energieversorgung EV. Eine Ladevorrichtung LDV der Energieversorgung EV erhält die Energie von extern aus einer Energiequelle PWR.
• Einen guten Überblick über mögliche elektrische Energiequellen gibt das Buch: Vasily Y. Ushakov (Autor), „Electrical Power Engineering: Current State, Problems and Perspectives (Green Energy and Technology)“, Taschenbuch - 18. August 2018, Springer; 1st ed. 2018 Edition (18. August 2018), ISBN-10: 3319872850, ISBN-13: 978-3319872858.
• Diese Energiequelle kann beispielsweise eine der folgenden Energiequellen sein:
• Elektrischer Generator
• Die Energiequelle kann ein elektrischer Generator sein, der mechanische Energie in elektrische Energie umsetzt. Bei der mechanischen Energie kann es sich beispielsweise um eine über eine Welle übertragene Energie oder die Energie eines sich bewegenden Fluids handeln. Es kann sich beispielsweise um eine elektrische Maschine, wie einen Synchron oder Asynchron oder Gleichstrommotor, einen Linearmotor, einen Reluktanzmotor oder einen BLDC-Motor oder dergleichen handeln, die die mechanische Energie einer linearen und/oder rotatorischen Bewegung mittels Induktion in Leitungen eines Stators und/oder Rotors in elektrische Energie umsetzt. Es kann sich auch um einem magnetohydrodynamischen Generator, kurz als MHD-Generator bezeichnet, handeln, der die Bewegung eines elektrisch leitenden Fluids in elektrische Energie umsetzt. Bei dem Fluid kann es sich um ein Plasma oder eine elektrisch leitende Flüssigkeit, beispielsweise eine Salzlösung oder ein geschmolzenes Metall handeln. Die eigentliche Energiequelle können beispielsweise ein Kernreaktor, ein Verbrennungsmotor, eine Heizvorrichtung, ein Jet-Triebwerk, ein Raketentriebwerk, ein Schiffsantrieb, ein Stirlingmotor, eine Turbine, eine Wasserturbine, eine Gasturbine, eine Wind-Turbine, ein Gezeitenkraftwerk, ein Wellenkraftwerk und dergleichen sein. Magnetohydrodynamische Generatoren sind beispielsweise aus den Schriften DE 20 2021 101 169 U1 , WO 2021 159 117 A1 , EP 3 863 165 A1 , US 2021 147 061 A1 , CN 108 831 576 B , US 2019 368 464 A1 , WO 2019 143 396 A2 , EP 3 646 452 B1 , CN 20 634 1126 U , EP 3 279 603 B1 , EP 3 400 642 B1 , EP 3 345 290 B1 , EP 3 093 966 B1 , WO 2016 100 008 A2 , DE 10 2014 225 346 A1 , RU 2014 143 858 A , EP 3 007 350 B1 , US 2016 377 029 A1 , RU 2 566 620 C2 , EP 3 075 064 A1 , EP 2 874 292 B1 , EP 2 986 852 B1 , CN 10 385 5907 B , RU 126 229 U1 , WO 2014 031 037 A2 bekannt. Aufgrund der Vielzahl der Schriften verzichtet die hier vorgestellte Schrift auf eine vollständige Aufzählung. Die hier vorgelegte Schrift verweist auf das Buch Hugo K. Messerle (Autor), „Magnetohydrodynamic Electrical Power Generation (UNESCO Energy Engineering Series)“, John Wiley & Sons Ltd (1. August 1995), ISBN-10: 0471942529, ISBN-13: 978-0471942528.
• Elektrochemische Zelle
• Die Energiequelle kann eine elektrochemische Zelle sein. Dabei kann es sich beispielsweise um eine elektrochemische Zelle im weitesten Sinne handeln, die mittels chemischer Reaktionen elektrische Energie bereitstellt. Zu diesen elektrochemischen Zellen rechnet die die vorgelegte Schrift Akkumulatoren, Batterien und Brennstoffzellen.
• Nukleare Energiequellen
• Bei den nuklearen Energiequellen unterscheidet die hier vorgelegte Schrift zwischen solchen, die auf der einen Seite die nukleare Energie zuerst in mechanische Energie, beispielsweise mittels Dampfkreisläufen und Turbinen umsetzen und dann mittels er oben erwähnten Generatoren in elektrische Energie umsetzen und auf der anderen Seite die nukleare Energie direkt in elektrische Energie umsetzen. Hier nennt die hier vorgelegte Schrift beispielhaft betavoltaische Zellen und thermonuklearer Generatoren. Diese haben den Vorteil, dass sie mobil ausgeführt werden können. Daher passen sie besonders gut zu der hier vorgestellten technischen Lehre. Die hier in Betracht gezogenen Radionuklidbatterien nutzen bevorzugt die Isotope ⁶⁰Co, ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Cs, ¹⁴⁷Pm, ²¹⁰Pm, ²¹⁰Po, ²³⁸Pu, ²⁴²Cm, ²⁴¹Am, ²⁴³Am. Bevorzugt ist der verlegbare Quantencomputer QC durch eine Strahlenschirmung, beispielsweise aus Blei vor der Strahlung einer solchem nuklearen Energiequelle geschützt. Zu den Radionuklidbatterien gehören auch betavoltaische Zellen, die beispielsweise Betastrahlung von beta-Strahlern unmittelbar in elektrische Energie umsetzen.
• Solche Radionuklidbatterien sind beispielsweise aus den Schriften DE 1 240 967 B , DE 1 564 070 B1 , DE 2 124 465 B2 , DE 7 219 216 U , DE 19 782 844 538 B1 , DE 69 411 078 T2 , US 5 443 657 A , US 5 859 484 A , DE 19 602 875 A1 , DE 19 738 066 A1 , DE 19 957 669 A1 , DE 19 957 669 A1 , US 8 552 616 B2 , WO 2009 103 974 A1 und US 2018 226 165 A1 bekannt.
• Die Energiequelle kann auch eine erneuerbare Energiequelle wie eine Solarzelle oder ein Wasserkraftwerk mit einer Wasserturbine und einem Generator oder eine Windkraftanlage mit einer Windturbine und einem Generator sein.
• Die Energiequelle können auch herkömmliche Kohle- Braunkohle, Öl- und Gaskraftwerke sein, die kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoffhaltige Brennstoffe verfeuern, um thermische Energie zu erzeugen und dann die thermische Energie in mechanische Energie umsetzen und dann die mechanische Energie in elektrische Energie umsetzen.
• Die Energiequelle können so genannte Energy Harvesting Devices sein. Dabei handelt es sich um Vorrichtungen, die in der Umwelt oder sonst wie ohnehin vorhandene Energieunterschiede nutzen, um z.B. aus der Bewegungsenergie einer Person oder eines anderen bewegten Objekts oder aus thermischen Unterschieden, beispielsweise in Heizungssystemen oder der gleichen Energie zu gewinnen.
• Schließlich kann die Energiequelle ganz einfach auch das Stromnetz sein, wobei die Primärenergiequelle dann unbestimmt bleiben kann.
• Bevorzugt bereitet die Ladevorrichtung LDV die Energie der Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV soweit auf, dass die Ladevorrichtung LDV mit der Energie der Energieversorgung PWR eine Energiereserve BENG, BENG2 laden kann. Beispielsweise kann es sich um einen Spannungswandler und/oder einen Buck-Konverter oder einen Boost-Konverter oder um einen Buck-Boost-Konverter je nach Art der Energieversorgung PWR handeln. Bevorzugt überwacht die Ladevorrichtung LDV den Ladevorgang der jeweiligen Energiereserve BENG, BENG2, wenn sie diese lädt.
• Sofern der Quantencomputer QC kein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder keine Quantenoperationen durchführt, kann die Ladevorrichtung LDV auch Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC über jeweilige Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 versorgen. Bevorzugt lädt die Ladevorrichtung LDV dann auch eine oder mehrere der Energiereserven BENG, BENG2 des verlegbaren Quantencomputers QC. In dem Beispiel der 1 weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC beispielhaft zwei Energiereserven BENG, BENG2 und zwei Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 auf. Die hier vorgelegte Schrift weist darauf hin, dass die Anzahl der Energiereserven, Energieaufbereitungsvorrichtungen und Ladevorrichtungen und Trennvorrichtungen größer als in dem Beispiel der 2 sein kann.
• Die Ladevorrichtung LDV stellt zwar eine Barriere für Transienten der Energieversorgung PWR dar. Die Ladevorrichtung LDV kann aber diese transienten Störungen der Energieversorgung PWR in der Regel nicht vollständig unterdrücken. Auch produziert die Ladevorrichtung LDV, beispielsweise wenn die Ladevorrichtung LDV ein Schaltnetzteil ist, selbst transiente Störungen. Daher hat es sich bewährt, ein oder mehrere rauscharme Energiereserven BENG, BENG2 für die Versorgung besonders störanfälliger Vorrichtungsteile wie den Fotodetektor PD, den Verstärker V, den Lichtquellentreiber LDRV, die Lichtquelle LD und ggf. für magnetfelderzeugenden Vorrichtungsteile MFSx, MFSy, MFSz, MGx, MGy, MGz und Vorrichtungsteile mit zeitlich besonders sensitivem Signalschema wie der Wellenformgenerator WFG und den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) vorzusehen. Besonders bevorzugt stabilisieren diese Vorrichtungsteile innerhalb dieser Vorrichtungsteile ihre internen Versorgungsspannungen nochmals, um das Rauschen und die Störungen der Energieversorgung maximal zu unterdrücken. Bevorzugt umfasst der Quantencomputer QC zur Versorgung der Vorrichtungsteile aus der einen Energiereserve oder der Mehrzahl von Energiereserven BENG, BENG2 eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2. Die Energieaufbereitungsvorrichtungen passen bevorzugt den Spannungspegel, der von der Ladevorrichtung LDV bzw. den Energiereserven BENG, BENG2 geliefert wird auf die benötigten Spannungspegel des jeweils versorgten Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC bevorzugt mit einem Spannungsvorhalt an. In einer zweiten Regelstufe, die bevorzugt ein Linear-Regler ist können dann beispielsweise diese Linearregler den Spannungsvorhalt nutzen, um die eigentliche Versorgungsspannung der betreffenden Vorrichtungssteile des Quantencomputers QC rauscharm und präzise einzustellen.
• Bevorzugt trennen eine oder mehrere Trennvorrichtungen TS die eine Ladevorrichtung bzw. die mehreren Ladevorrichtungen LDV von der einen Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 und/oder der einen rauscharmen Energiereserve bzw. von den mehreren rauscharmen Energiereserven BENG, BENG2, wenn der Quantencomputer ein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder eine Quantenoperation ausführt. Eine Quantenoperation im Sinne der hier vorgelegten Schrift ist eine Manipulation eines Quantenpunkts NV1, NV2, NV3 und/oder eines Kernquantenpunkts CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Ein Quantencomputerprogramm ist im Sinne der hier vorgestellten Schrift ein Programm, dass mindestens eine Quantenoperation umfasst. Bevorzugt kodieren ein oder mehrere binäre Daten im Speicher NVN, RAM der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC eine solche Quantenoperation. Beispielsweise kann es sich um ein vorbestimmtes Datenwort handeln. Eine Quantenoperation im Sinne der hier vorgelegten Schrift manipuliert zumindest den Quantenzustand zumindest eines Quantenpunkts der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers QC und/oder manipuliert zumindest den Quantenzustand zumindest eines Kernquantenpunkts der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des verlegbaren Quantencomputers QC. Das Datenwort, das eine solche Quantenoperation symbolisiert bezeichnet die technische Lehre der hier vorgelegten Schrift auch als Quanten-Op-Code. Ein Quantencomputerprogramm umfasst zumindest einen Quanten-Op-Code. In dem vorstehenden Fall, wenn der verlegbare Quantencomputer QC ein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder eine Quantenoperation ausführt, versorgen die eine Energiereserve bzw. die mehreren Energiereserven BENG, BENG2 die eine Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 bevorzugt mit elektrischer Energie, die besonders rauscharm ist.
• Bevorzugt verbinden eine oder mehrere Trennvorrichtungen TS die eine Ladevorrichtung bzw. die mehreren Ladevorrichtungen LDV mit der einen Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 und/oder der einen rauscharmen Energiereserve bzw. von den mehreren rauscharmen Energiereserven BENG, BENG2, wenn der verlegbare Quantencomputer QC kein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder keine Quantenoperation ausführt. In dem Fall lädt die Ladevorrichtung LDV bevorzugt die eine Energiereserve bzw. die mehreren Energiereserven BENG, BENG2 und versorgt ggf. die eine Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 mit elektrischer Energie, die typischerweise nun weniger rauscharm ist.
• Magnetfeldabschirmung
• Um den Einfluss externer Magnetfelder zu verringern, ist es sinnvoll, wenn der vorgeschlagene Quantencomputer QC mit einer Abschirmung AS für diese externen magnetischen Felder versehen ist. Diese Abschirmung kann beispielsweise eine passive Abschirmung AS beispielsweise in Form von µ-Metall-Matten und/oder eine aktive Abschirmung AS in Form eines magnetfelderzeugenden Systems sein, das ein magnetisches Gegenfeld zu einem externen magnetischen Störfeld erzeugt und dieses dadurch in seiner Wirkung reduziert und/oder sogar kompensiert. Bevorzugt umfasst daher der vorgeschlagene Quantencomputer einen oder mehrere Sensoren MSx, MSy, MSz zur Erfassung der Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H. Bevorzugt nutzt die Steuervorrichtung µC die durch den einen oder die mehreren Sensoren MSx, MSy, MSz erfassten Werte der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H zur Steuerung von Magnetfelderzeugungsmitteln MGx, MGy, MGz. Die Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz erzeugen bevorzugt eine kompensierende magnetische Flussdichte B eines magnetischen Gegenfeldes, dass die magnetische Flussdichte B des magnetischen Störfeldes kompensiert.
• Bevorzugt erfasst ein erster Sensor MSx die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer ersten Richtung, beispielsweise einer X-Achse. Eine erste Magnetfeldsteuerung MFSx versorgt bevorzugt ein erstes Magnetfelderzeugungsmittel MGx mit elektrischer Energie. Das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx erzeugt bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_x, die bevorzugt im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die bevorzugt der ersten Richtung, also beispielsweise der Richtung der X-Achse, entspricht. Die erste Magnetfeldsteuerung MFSx bestromt bevorzugt das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx mit einem ersten elektrischen Strom Ix. Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung µC das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx über die erste Magnetfeldsteuerung MFSx. Bevorzugt regelt die erste Magnetfeldsteuerung MFSx die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_x durch das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx in der Art, dass die vom ersten Sensor MSx erfasste magnetische Flussdichte B bzw. die vom ersten Sensor MSx erfasste magnetische Feldstärke H einem ersten Wert entspricht. Bevorzugt ist dieser erste Wert Null. Hierfür wertet die erste Magnetfeldsteuerung MFSx den vom ersten Sensor MSx erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom ersten Sensor MSx erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus.
• Bevorzugt erfasst ein zweiter Sensor MSy die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer zweiten Richtung, beispielsweise einer Y-Achse. Bevorzugt ist die Richtung der Y-Achse senkrecht zur Richtung der X-Achse gewählt. Eine zweite Magnetfeldsteuerung MFSy versorgt bevorzugt ein zweites Magnetfelderzeugungsmittel MGy mit elektrischer Energie. Das zweites Magnetfelderzeugungsmittel MGy erzeugt bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_y, die bevorzugt im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die bevorzugt der zweiten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Y-Achse, entspricht. Die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy bestromt bevorzugt das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy mit einem zweiten elektrischen Strom Iy. Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung µC das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy über die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy. Bevorzugt regelt die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_y durch das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy in der Art, dass die vom zweiten Sensor MSy erfasste magnetische Flussdichte B bzw. die vom zweiten Sensor MSy erfasste magnetische Feldstärke H einem zweiten Wert entspricht. Bevorzugt ist dieser zweite Wert Null. Hierfür wertet die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy den vom zweiten Sensor MSy erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom zweiten Sensor MSy erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus.
• Bevorzugt erfasst ein dritter Sensor MSz die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer dritten Richtung, beispielsweise einer Z-Achse. Bevorzugt ist die Richtung der Z-Achse senkrecht zur Richtung der X-Achse und senkrecht zur Richtung der Y-Achse gewählt. Eine dritte Magnetfeldsteuerung MFSz versorgt bevorzugt ein drittes Magnetfelderzeugungsmittel MGz mit elektrischer Energie. Das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz erzeugt bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_z, die bevorzugt im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die bevorzugt der dritten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Z-Achse, entspricht. Die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz bestromt bevorzugt das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz mit einem dritten elektrischen Strom Iz. Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung µC das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz über die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz. Bevorzugt regelt die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_z durch das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz in der Art, dass die vom dritten Sensor MSz erfasste magnetische Flussdichte B bzw. die vom dritten Sensor MSz erfasste magnetische Feldstärke H einem dritten Wert entspricht. Bevorzugt ist dieser dritte Wert Null. Hierfür wertet die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz den vom dritten Sensor MSz erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom dritten Sensor MSz erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus.
• Der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC verfügt typischerweise über ein optisches System OS, das es der Lichtquelle LED erlaubt, die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB zu bestrahlen. Bevorzugt handelt es sich bei dem optischen System OS um ein konfokales Mikroskop. Bevorzugt ermöglicht das optische System OS aber auch die optische Auslesung des Zustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers QC. Hierzu weist der verlegbare Quantencomputer QC des verlegbaren Quantencomputersystems QUSYS beispielsweise bevorzugt einen dichroischen Spiegel DBS auf, der die von den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 emittierte Fluoreszenzstrahlung FL passieren lässt und die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 lenkt und die Pumpstrahlung LB von dem Fotodetektor PD zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung FL abhält. Statt eines dichroischen Spiegels DBS kann der verlegbare Quantencomputer QC der Quantencomputersystems QUSYS beispielsweise auch einen dichroischen Spiegel DBS aufweisen, der die von den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 emittierte Fluoreszenzstrahlung FL wegspiegelt und die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD über das optische System OS auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 passieren lässt, sodass die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD diese Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp bestrahlt. In dem Fall erfasst bevorzugt das optische System OS die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der dichroischen Spiegel DBS spiegelt diese Fluoreszenzstrahlung FL auf den Fotodetektor PD zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung FL. Dier vorschlagsgemäße verlegbare Quantencomputer QC umfasst somit, sofern er eine optische Auslesung der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verwendet, einen Fotodetektor PD zur Erfassung der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Der Fotodetektor PD erzeugt typischerweise in Abhängigkeit von der Fluoreszenzstrahlung FL ein Empfangssignal S0. Ein im Signalpfad nachfolgender Verstärker V verstärkt und filtert typischerweise das Empfangssignal S0 zu einem verstärkten Empfangssignal S1. Der Verstärker V dient somit typischerweise zur Verstärkung und/oder Filterung des Ausgangssignals des Fotodetektors PD, das typischerweise das Empfangssignal S0 ist. Bevorzugt ist das verstärkte Empfangssignal S1 ein digitalisiertes Signal bestehend aus einem oder mehreren Abtastwerten. Bevorzugt erfasst die Steuervorrichtung µC beispielsweise mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers ADCV den Wert des verstärkten Empfangssignals S1. Der vorschlagsgemäße verlegbare Quantencomputer QC umfasst, sofern er eine elektronische Auslesung der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verwendet, eine entsprechende Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift ausdrücklich nochmals auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1 . Bevorzugt sind diese Vorrichtungsteile in einem vorzugsweise gemeinsamen Gehäuse GH untergebracht, das bevorzugt im Sinne der hier vorgelegten Schrift Teil des verlegbaren Quantencomputers QC ist. Wie oben bereits beschrieben, befinden sich die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₂, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ bevorzugt innerhalb des besagten Substrats D. Bevorzugt ist das Substrat D mit Dotierstoffen dotiert. Bevorzugt umfasst das Substrat D im Wesentlichen bevorzugt zumindest im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Wesentlichen Atome ohne ein magnetisches Moment. Im Falle von Diamant als Material des Substrats D umfasst der Diamant bevorzugt im Wesentlichen ¹²C-Isotope. Besonders bevorzugt bilden im Falle der Verwendung von NV-Zentren in Diamant als Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Sauerstoffatome ¹⁶O, ¹⁸O und/oder Phosphor- und/oder Schwefelatome ³²S, ³⁴S, ³⁶S ohne magnetisches Moment in dem Substrat D im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 die Dotierung aus. Diese Dotierung im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 hat zwei Aufgaben. Zum Ersten verändern diese Dotieratome das Fermi-Niveau E_F im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Im Falle der Verwendung von NV-Zentren als Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 verschiebt diese Dotierung mit den besagten Dotieratomen das Fermi-Niveau E_F im Bereich dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Im Falle einer n-Dotierung verschiebt diese n-Dotierung das Fermi-Niveau E_F im Bereich dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 so, dass das Fermi-Niveau angehoben wird und dass daher dann die energetisch niedriger liegenden die NV-Zentren bevorzugt negativ geladen sind. Die NV-Zentren stellen dann daher NV-Zentren dar. Da NV-Zentren aufgrund des negativen Ladungselektrons über ein magnetisches Moment dieser Elektronenkonfiguration verfügen, sind NV^-Zentren somit für die Verwendung als Quantenpunkt NV1, NV2, NV3 besonders geeignet. Zum Zweiten führt diese Dotierung, die bevorzugt eine n-Dotierung ist, dazu, dass die Fehlstellen (Englisch Vacancies) im Diamant während der Implantation zur Bildung der NV-Zentren elektrisch geladen sind und sich daher aufgrund der elektrischen Abstoßung der negativ geladenen Einzelfehlstellen nicht zusammenballen. Hierdurch bleibt die Konzentration der Einzelfehlstellen hoch, was die Wahrscheinlichkeit einer Bildung von NV-Zentren bei der Implantation von Stickstoff in Diamant anhebt. Dabei werden mit einer Dotierung eines Diamant Substrats D mit Schwefel zeitlich vor der Stickstoff-Implantation die besten Ergebnisse erzielt. Bevorzugt ist eine Dotierung mit einem Schwefelisotop ohne magnetisches Kernmoment. Solche Isotope sind die Isotope ³²S, ³⁴S, ³⁶S. Eine Alternative stellt eine Dotierung mit den Sauerstoffisotopen ¹⁶O,¹⁸O da, die aber weniger geeignet ist. Es ist bekannt, dass eine n-Dotierung mit Phosphor ebenfalls erfolgreich sein soll. Allerdings weist Phosphor ein magnetisches Kernmoment auf. Grundsätzlich ist also eine N-Dotierung mit Atomen, die kein magnetisches Kernmoment aufweisen sinnvoll. Eine Verschiebung des Fermi-Niveaus E_F mit anderen Mitteln, beispielsweise mittels auf ein geeignetes Potenzial gegenüber dem Substrat D vorgeladenen, bevorzugt sehr dünnen Elektroden, führte im Vorfeld der Ausarbeitung dieser Schrift ebenfalls zu solchen Effekten. Bevorzugt weist das Substrat D des verlegbaren Quantencomputers somit zumindest zeitweise lokal eine Verschiebung des Fermi-Niveaus E_F auf, sodass dieses dann energetisch so verschoben ist, dass die Ausbeute an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 in Form von NV-Zentren während der Implantation der Stickstoffatome erhöht ist. In analoger Weise kann das Fermi-Niveau E_F anderer Substratmaterialien und/oder in Relation zu anderen paramagnetischen Zentren (z.B. des ST1-Zentrums) bei der Ausbildung dieser paramagnetischen Zentren beeinflusst werden. Bevorzugt befinden sich die Lichtquelle LD und der Lichtquellentreiber LDRV und das Substrat D und die Vorrichtungen zur Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes MW/RF-AWFG, mWA, MGx, MGy, MGz und die Steuervorrichtung µC und die Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und das optische System OS und ggf. der Verstärker V und die Abschirmung AS sich innerhalb des Gehäuses GH, wodurch sie bevorzugt gegenüber von außen eindringender elektromagnetischer Störstrahlung abgeschirmt sind. Hierzu umfasst das Material des Gehäuses GH bevorzugt ein elektrisch leitfähiges Material. Bevorzugt bildet das Gehäuse GH einen Faraday'schen Käfig. Bevorzugt umfasst das Material des Gehäuses GH auch ein Material zur Abschirmung magnetostatischer und/oder quasistatischer magnetischer Felder. Hierfür umfasst das Material des Gehäuses GH bevorzugt sogenanntes µ-Metall, bei dem es sich um ein besonders weichmagnetisches Material handelt.
• Das bevorzugte, hier für die Verwendung in Quantencomputern QC und quantentechnologischen Vorrichtungen vorgeschlagene p-Metall (Mumetall, Englisch: „mu-metal” oder Englisch: „permalloy“) gehört typischerweise zu einer Gruppe weichmagnetischer Nickel-Eisen-Legierung mit 72 bis 80 % Nickel sowie Anteilen von Kupfer, Molybdän, Kobalt oder Chrom mit hoher magnetischer Permeabilität, die in dem vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputer QC bzw. der vorgeschlagenen quantentechnologischen Vorrichtung zur Abschirmung AS niederfrequenter externer Magnetfelder eingesetzt wird.
• Solches µ-Metall besitzt vorschlaggemäß eine hohe Permeabilität (µ_r=50.000 bis 140.000 oder mehr), die bewirkt, dass sich der magnetische Fluss der externen niederfrequenten Magnetfelder im Material des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputers QC konzentriert. Dieser Effekt führt bei der Abschirmung AS niederfrequenter oder statischer magnetischer Störfelder zu einer beachtlichen Schirmdämpfung. Somit sind die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auch dann gegen solche externen magnetischen Felder geschirmt, wenn der verlegbare Quantencomputer QC im Zuge einer Verlegung die räumliche Orientierung und/oder den Ort ändert, wobei mit einer solchen Änderung der Orientierung des verlegbaren Quantencomputers QC und/oder der Ortsänderung eines solchen verlegbaren Quantencomputers QC typischerweise eine Änderung der Orientierung und oder der Stärke der magnetischen Felder, die auf den verlegbaren Quantencomputer QC einwirken, relativ zum verlegbaren Quantencomputer QC einhergeht. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der verlegbare Quantencomputer QC z.B. zur Gewichtsersparnis nicht über eine aktive Schirmung gegen externe magnetische Felder verfügt, die das störende Magnetfeld mittels eines Magnetfeldsensors MSX, MSy, MSz erfassen würde und mittels geeigneter Mittel MFSx, MFSy, MFSz, MGX, MGy, MGz ein magnetisches Gegenfeld zur Kompensation erzeugen würde.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt u.a. auch vor, dass die Abschirmung AS des Quantencomputers QC Teil des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputers QC oder das Gehäuse GH des verlegbaren Quantencomputers QC selbst sein kann. Wie bereits beschrieben, steuert die Steuervorrichtung µC die Lichtquelle LD mit Hilfe des besagten Lichtquellentreibers LDRV. Dabei erzeugt die Steuervorrichtung µC vorzugsweise ein Lichtquellensteuersignal, das beispielsweise das Sendesignal S5 sein kann, mittels geeigneter Mittel. Der Lichtquellentreiber LDRV versorgt dann typischerweise die Lichtquelle LD in Abhängigkeit von dem Lichtquellensteuersignal der Steuervorrichtung µC mit elektrischer Energie. Die Lichtquelle LD erzeugt die Pumpstrahlung LB somit bevorzugt in Abhängigkeit von dem Lichtquellensteuersignal der Steuervorrichtung µC. Vorzugsweise erzeugt somit die Lichtquelle LD die Pumpstrahlung LB bevorzugt in Abhängigkeit von dem Sendesignal S5. In dem Fall der 1 übermittelt die Steuervorrichtung µC das Lichtquellensteuersignal bevorzugt über den Steuerdatenbus SDB und den Wellenformgenerator WFG als Sendesignal S5. Im Folgenden kann der Leser also zur Vereinfachung und zum besseren Verständnis annehmen, dass in der 1 das Lichtquellensteuersignal gleich dem Sendesignal S5 ist. Die Lichtquelle LD bestrahlt dann mittels des optischen Systems OS den Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB einer Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp· Die Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp liegt bevorzugt zwischen 400 nm bis 700 nm Wellenlänge und/oder besser zwischen 450 nm bis 650 nm und/oder besser zwischen 500 nm bis 550 nm und/oder besser zwischen 515 nm bis 540 nm und/oder optimal bei einer Wellenlänge von 532 nm. Im Falle von NV-Zentren in Diamant hat sich eine Laser-Diode der Fa. Osram vom Typ PLT5 520B mit 520nm Wellenlänge als beispielhafte Quelle der Pumpstrahlung LB für die Bestrahlung von NV-Zentren in Diamant als Material des Substrats D bewährt. Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 emittieren dann in Abhängigkeit von ihrem Zustand und von der Pumpstrahlung LB Fluoreszenzstrahlung FL mit einer Fluoreszenzwellenlänge λ_fl. Im Falle von NV-Zentren als paramagnetischen Zentren von Quantenpunkten liegt die <fluoreszenzwellenlänge typischerweise im Bereich von 638 nm. Die Intensität l_fl der Fluoreszenzstrahlung FL hängt dabei typischerweise von der Intensität l_pmp der Pumpstrahlung LB und damit auch von dem Lichtquellensteuersignal ab. Der eine Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 emittieren somit Fluoreszenzstrahlung FL mit einer Fluoreszenzstrahlungswellenlänge λ_fl bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. Im Falle einer optischen Auslesung des Zustands der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bzw. des Quantenpunkts erfasst der Fotodetektor PD mittels des optischen Systems OS die Fluoreszenzstrahlung FL und wandelt die Fluoreszenzstrahlung FL in ein Empfängerausgangssignal S0 um. Das Empfängerausgangssignal S0 hängt typischerweise von der Fluoreszenzstrahlung FL ab, die den Fotodetektor PD trifft. Bevorzugt hängt das Empfängerausgangssignal S0 von Intensität l_fi der Fluoreszenzstrahlung FL, die den Fotodetektor PD trifft, ab. In dem Fall der optischen Auslesung des Zustands des oder der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verstärkt und/oder filtert der Verstärker V das Empfängerausgangssignal S0 und stellt das Signal bevorzugt dem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC als verstärktes Empfangssignal S1 zur Verfügung. Bevorzugt legt der Verstärker V die Werte der Abtastwerte des verstärkten und mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers des Verstärkers V digitalisierten Abtastwerte des verstärkten Empfangssignals S1 in einem Speicher des Verstärkers V ab. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC kann dann beispielsweise über den Steuerdatenbus SDB diese Abtastwerte des verstärkten Empfangssignals S1 aus dem Speicher des Verstärkers V abfragen und weiterverarbeiten. Im Falle der elektronischen Auslesung der Quantenpunkte NV1, V2, NV3 erzeugen in 1 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnete Vorrichtungen HS1 bis HS3 und VS1 zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit einer Kontrolleinheit B CBB ein zweites Empfangssignal. Wie bereits beschrieben, steuert die die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die eine oder mehreren Vorrichtungen zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Durch Ansteuerung der einer oder mehreren Vorrichtungen (LH1, LH2, LH3, LV1) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD kann die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC somit die Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ändern und/oder miteinander verkoppeln. Bevorzugt verfügt die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC über Mittel, um aus einem oder mehreren Empfangssignalen, insbesondere aus dem ersten Empfangssignal und oder dem zweiten Empfangssignal ein Messwertsignal mit einem oder mehreren Messwerten zu erzeugen. Da diese Empfangssignale von den Zuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ abhängen hängt das Messwertsignal typischerweise somit ebenfalls von Zuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ab.
• Zur Erreichung der Verlegbarkeit wurde bis hierher die Verwendung eines raumtemperaturfähigen verlegbaren Quantencomputers QC auf Basis von paramagnetischen Zentren als Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 unter Verwendung nuklearer magnetischer Momente als Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit optischer Pumpstrahlung LB und optischer Zustandsauslesung oder elektronischer Zustandsauslesung der Quantenpunktzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und einer geeigneten verlegbaren, möglichst passiven Abschirmung AS vorgeschlagen.
• Dier hier vorgelegte Vorschlag schlägt nun vor, dass der verlegbare Quantencomputer QC und/oder die mobile Vorrichtung eine verlegbare Energieversorgung EV zur Versorgung des verlegbaren Quantencomputers QC mit Energie aufweist. Erst hierdurch wird die Verlegbarkeit komplettiert. Bevorzugt befindet sich die Energieversorgung EV innerhalb des Gehäuses GH. Dabei kann das Gehäuse GH ein Teilgehäuse mit einem magnetisch abgeschirmten Bereich umfassen, in dem sich die für Magnetfelder empfindlichen Teilvorrichtungen des verlegbaren Quantencomputers QC befinden. Außerhalb dieses Teilgehäuses, aber noch innerhalb des Gehäuses GH befinden sich bevorzugt die Teile des verlegbaren Quantencomputers QC, die zum Ersten nicht oder weniger empfindlich gegen magnetische und elektromagnetische externe Störfelder sind und/oder selbst elektromagnetische und/oder magnetische Störfelder erzeugen. Die Energieversorgung EV ist daher bevorzugt außerhalb des Teilgehäuses innerhalb des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputers QC platziert. Die Quantencomputer QC1 bis QC16 eines Quantencomputersystems QUSYS können auch ein gemeinsames Gehäuse GH aufweisen.
• Typischerweise ist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC zusammen mit allen notwendigen Mitteln zu seinem Betrieb Teil des verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS, also z.B. des Smartphones oder des tragbaren Quantencomputersystems QUSYS oder des Fahrzeugs oder des verlegbaren Waffensystems.
• Diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC müssen somit ebenfalls verlegbar sein. Das vorgeschlagene verlegbare Quantencomputersystem QUSYS umfasst als verlegbare Mittel für dessen Betrieb und insbesondere eine oder mehrere verlegbare Energieversorgungen EV und/oder einen oder mehrere verlegbare Quantencomputer QC. Im Sinne dieser Schrift sind diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC ebenfalls Teil des Smartphones oder des Kleidungsstücks oder des tragbaren Quantencomputersystem QUSYS oder des Fahrzeugs oder des verlegbaren Waffensystems. Dabei ist für die Auslegung der Ansprüche unerheblich, ob der Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC trotz des Vorhandenseins aller Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC als Teil des verlegbaren Quantencomputers QC an Mittel und/oder Kommandos außerhalb des Quantencomputers QC gekoppelt ist. Wichtig ist, dass der verlegbare Quantencomputer QC ohne diese an Mittel und/oder Kommandos außerhalb des Quantencomputers QC potenziell funktionstüchtig ist. Beispielsweise soll ein verlegbare Quantencomputersystem QUSYS, dass aufgrund der Programmierung der zentralen Steuereinrichtung ZSE und/oder der Programmierung einer Steuervorrichtung µC eines Quantencomputers QC des Quantencomputersystems QUSYS auf ein externes Startkommando wartet, von den Ansprüchen immer noch umfasst sein.
• Die mobile verlegbare Energieversorgung EV umfasst bevorzugt eine oder mehrere verlegbare Ladevorrichtungen LDV mit einer oder mehreren Energieversorgungen PWR der Ladevorrichtung en LDV, eine oder mehrere verlegbare Trennvorrichtungen TS, eine oder mehrere verlegbare Energiereserven BENG und eine oder mehrere verlegbare Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG. Die mobile Energieversorgung EV umfasst bevorzugt eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG, insbesondere einen Spannungswandler oder einen Spannungsregler oder einen Stromregler, die verhindert, dass Änderungen des Energieinhalts der Energiereserve BENG der Energieversorgung EV, beispielsweise des Ladezustands eines Akkumulators als Energiereserve BENG der Energieversorgung EV, sich auf den verlegbaren Quantencomputer QC und/oder das Quantencomputersystem QUSYS auswirkt. Dabei versorgen die die mobile Energieversorgung EV die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit Energie und die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG z.B. den verlegbaren Quantencomputer QC und ggf. weitere Teile des Quantencomputersystems QUSYS mit elektrischer Energie. In dem Fall versorgt also die Energieversorgung EV z.B. den Quantencomputer QC nur indirekt über die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie.
• Typischerweise ist der verlegbare Quantencomputer QC vorschlagsgemäß dazu eingerichtet und vorgesehen, mit einer verringerten ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 auch bei Raumtemperatur arbeiten zu können. Raumtemperatur als Betriebstemperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 führt zu einer Verbreiterung der Resonanzen im Resonanzspektrum, sodass diese sich überlagern. Bevorzugt weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC daher eine verlegbare Kühlvorrichtung KV auf, die zusammen mit dem verlegbaren Quantencomputer QC verlegbar ist. Die betreffende verlegbare Kühlvorrichtung KV ist bevorzugt dazu geeignet und/oder vorgesehen ist, die Temperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ zu senken. Die Absenkung der Betriebstemperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 führt zu einer Verschmälerung der Resonanzen im Resonanzspektrum, sodass diese sich in geringerem Maße oder nicht überlagern. Eine solche Kühlung mittels einer Kühlvorrichtung KV senkt bevorzugt die Temperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ soweit ab, dass der Quantencomputer QC mit einer gegenüber der ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 erhöhten zweiten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 arbeiten kann.
• Bevorzugt umfasst der verlegbarer Quantencomputer QC als verlegbare Kühlvorrichtung KV ein Closed Loop Helium Gas Cooling System HeCLCS, auch das als Closed Cycle Cryocooler bezeichnet wird. Wir verweisen hier beispielsweise auf https://en.wikipedia.org/wiki/Cryocooler.
• Eine weitere Ausprägung des Vorschlags betrifft einen verlegbaren Quantencomputer, der eine verlegbare zweite verlegbare Energieversorgung aufweist. Die verlegbare zweite Energieversorgung kann mit der ersten verlegbaren Energieversorgung (Bat) ganz oder teilweise identisch sein. Bevorzugt versorgt diese zweite verlegbare Energieversorgung BENG die verlegbare Kühlvorrichtung KV, mit Energie. Dies hat den Vorteil, dass die erste Energieversorgung nicht durch transiente Störungen der Elektromotoren der verlegbaren Kühlvorrichtung KV gestört wird.
• Eine weitere Ausprägung des Vorschlags betrifft einen verlegbaren Quantencomputer QC zur Verwendung in einer mobilen Vorrichtung. Ganz besonders bevorzugt ist eine Verwendung in einem Smartphone oder einen tragbaren Quantencomputersystem QUSYS oder in einem Fahrzeug Kfz oder in einem Waffensystem. Das bedeutet, dass die hier vorgelegte Schrift ein verlegbares Waffensystem mit einem verlegbaren Quantencomputer QC vorschlägt, der Teil des verlegbaren Waffensystems ist. Besonders bevorzugt ist die Verwendung des verlegbaren Quantencomputers QC als Teil des Feuerleitsystems des Waffensystems oder des Navigationssystems GPS, NAV des Waffensystems. Besonders bevorzugt verwendet das Waffensystem den verlegbaren Quantencomputer QC zu Lösung NP-vollständiger Probleme, wie beispielsweise aber nicht nur die Identifikation von Zielen, die Klassifikation von Zielen, Die Zuordnung von Zielen zu bekannten feindlichen Objekten wie Flugzeug und/oder Raketentypen, Fahrzeugtypen, Schiffstypen, Flugkörpertypen, Schwimmkörpertypen, Typen von Unterwasserfahrzeugen, Typen von Unterwasserobjekten, Typen von Raumfahrzeugen, Typen von Satelliten etc. Des Weiteren können die Auswahl der Reihenfolge der Zielbekämpfung und/oder die Auswahl der Waffenmittel und/oder die Auswahl der Munition zur Bekämpfung der Ziele zu den Problemen gehören, die das Waffensystem mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC löst. Außerdem kann das verlegbare Waffensystem mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputer QC die Route des jeweiligen Geschosses oder Gefechtskopfes oder Waffenträgers zum Ziel mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC festlegen und/oder modifizieren und/oder überwachen.
• Ein solches Verfahren beginnt mit der Erfassung von Umfelddaten durch das Quantencomputersystem QUSYS in einem Schritt A). Die Erfassung der Umfelddaten erfolgt typischerweise mittels geeigneter Sensoren, die Teil des Quantencomputersystems QUSYS sein können oder die mit diesem Quantencomputersystem QUSYS über Datenverbindungen verbunden sind und Umfelddaten an das Quantencomputersystem QUSYS übermitteln. In einem Schritt B) identifiziert das Quantencomputersystem QUSYS Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS, wobei diese Umfeld auch entfern vom Quantencomputersystem QUSYS sein kann. Dabei klassifiziert in einem Schritt C) das Quantencomputersystem QUSYS die identifizierten Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS. Typischerweise klassifiziert das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt C) die Objekte nach Gefährlichkeit und/oder Verwundbarkeit und/oder strategischer Wirkung, um eine Maximierung einer Waffenwirkung zu erzielen. Bevorzugt erfolgt diese Klassifikation in Schritt C) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ausführt. Bevorzugt nutzt das Quantencomputersystem QUSYS für diesen Schritt C) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS um die Klassifikation der Objekte durchzuführen. In einem Schritt D legt das Quantencomputersystem QUSYS die Waffen und/oder die Munition und/oder die Konfiguration und/oder die Reihenfolge der angegriffenen Objekte und/oder die angegriffenen und/oder die nicht angegriffenen Objekte fest. Bevorzugt erfolgt diese Festlegung in Schritt D) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ausführt. Bevorzugt nutzt das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt D) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS um diese Festlegungen durchzuführen. In einem Schritt E) Schlägt das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ein oder mehr dieser Festgelegten Angriffsszenarien einem Bediener, beispielsweise einem oder mehreren Piloten und/oder einem mehreren Feuerleitoffizieren oder der Gleichen vor. Sofern diese den Feuerbefehl geben, kann beispielsweise das Quantencomputersystem QUSYS das freigegebene Angriffsszenario in einem Schritt F) umsetzen. Dies ist in 12 dargestellt.
• Bevorzugt weist der verlegbare Quantencomputer QC eine Abschirmung AS auf. Bevorzugt schirmt die Abschirmung AS die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, also beispielsweise die NV-Zentren, gegen elektromagnetische Felder und/oder elektromagnetische Wellen ab.
• Der verlegbare Quantencomputer QC umfasst bevorzugt ein optisches System OS, dass die elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, also beispielsweise die paramagnetischen Zentren bzw. die NV-Zentren lenkt. Das optische System OS umfasst bevorzugt ein konfokales Mikroskop.
• Bevorzugt umfasst das optische System OS eine erste Kamera CM1, die die Fluoreszenzstrahlung FL der paramagnetischen Zentren NV1, NV2, NV3 und/oder von Clustern solcher paramagnetischer Zentren, also beispielsweise von NV-Zentren und/oder Clustern von NV-Zentren, erfasst. Andere fluoreszierende Defektzentren mit anderen Fluoreszenzwellenlängen sind denkbar. Solche anderen fluoreszierende Defektzentren mit anderen Fluoreszenzwellenlängen können somit eine Fluoreszenzstrahlung mit einer Fluoreszenzwellenlänge aufweisen, die von der Fluoreszenzwellenlänge λ_fl der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verschieden ist und daher beispielsweise mittels eines dichroischen Spiegels an Stelle des halbdurchlässigen Spiegels STM oder mittels eines optischen Filters von der Pumpstrahlung LB und der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 optisch abgetrennt werden kann. Bevorzugt ist das Substrat D auf einem Positioniertisch gelagert. Der Positioniertisch umfasst bevorzugt eine translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und eine translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung die die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den Steuerdatenbus SDB bevorzugt steuert. Bevorzugt erfasst die erste Kamera CM1 die Position des Substrats D relativ zum optischen System OS und damit die Position der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Substrat D. Damit erfasst die erste Kamera CM1 die Position der paramagnetischen Zentren, also beispielsweise der NV-Zentren, relativ zum optischen System OS. Verlagert sich das Substrat D beispielsweise durch mechanische Schwingungen oder andere Störungen relativ zum optischen System OS, so erfasst ein Bildverarbeitungssystem des verlegbaren Quantencomputers QC diese mechanische Verlagerung beispielsweise durch Auswertung der Position fluoreszierender paramagnetischer Defektzentren. Das Bildverarbeitungssystem erfasst dabei bevorzugt mittels der ersten Kamera CM1 die Fluoreszenzmuster der Defektzentren und vergleicht deren Position auf dem Bild mit Sollpositionen.. Das Bildverarbeitungssystem ermittelt bevorzugt einen Verschiebungsvektor und Repositioniert das Substrat D mittels des Positioniertisches XT, YT gegenüber dem optischen System OS in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschiebungsvektor. Diese Repositionierung führt die Bildverarbeitungsvorrichtung bevorzugt in der Art aus, dass die Position des Quantenpunkts, beispielsweise des paramagnetischen Zentrums bzw. eines Clusters paramagnetischer Zentren, relativ zum optischen System OS im nach Abschluss der Repositionierung bevorzugt Wesentlichen unverändert ist. Bevorzugt ist das Bildverarbeitungssystem Teil des verlegbaren Quantencomputers QC. Typischerweise arbeitet die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers als das Bildverarbeitungssystem. Das Bildverarbeitungssystem kann aber auch eine separate Teilvorrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC sein. In dem Fall steuert bevorzugt die Steuervorrichtung µC das gesonderte Bildverarbeitungssystem über den Steuerdatenbus SDB. Das Bildverarbeitungssystem kann dann beispielsweise Teil der ersten Kameraschnittstelle CIF sein. Statt eines Bildverarbeitungssystems können auch andere Positionsverschiebungssensoren die Verlagerungen des Substrats D relativ zum optischen System Positionsverschiebungen des Substrats D relativ zum optischen System detektieren. Der vorgeschlagene Quantencomputer QC regelt auf Basis der Positionsverschiebungsdaten solcher Positionsverschiebungssensoren die Lage des Substrats D relativ zum optischen System OS dann nach. Beispielsweise können solche Positionsverschiebungssensoren die erfassten Positionsverschiebungsdaten der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den Steuerdatenbus SDB übermitteln, sodass die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC beispielsweise in Abhängigkeit von diesen erfassten Positionsverschiebungsdaten über den Steuerdatenbus SDB den Positioniertisch mittels der translatorischen Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und mittels der translatorischen Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung die die Steuervorrichtung µC das Substrat D gegenüber dem optischen System OS in Abhängigkeit von diesen ermittelten Positionsverschiebungsdaten wieder so repositioniert, als wenn im Wesentlichen keine Verschiebung stattgefunden hätte. Dies stellt sicher, dass der verlegbare Quantencomputer QC auch bei Vibrationen , Beschleunigungen und der gleichen funktioniert.
• Bevorzugt umfasst der verlegbare Quantencomputer QC einen Fotodetektor PD und einen Verstärker V. Der Fotodetektor PD erfasst die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, wenn die Lichtquelle LD sie mit ihrer elektromagnetischen Strahlung, die als Pumpstrahlung LB dient, bestrahlt. Dies nutzt der verlegbare Quantencomputer QC bevorzugt zum Auslesen des Quantenzustands der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Bevorzugt handelt es sich bei den Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 um paramagnetische Zentren. Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Bevorzugt handelt es sich bei den paramagnetischen Zentren um NV-Zentren in Diamant. Der Verstärker V verstärkt und/oder filtert das Empfängerausgangssignal S0 des Fotodetektors PD zu einem verstärkten Empfängerausgangssignal S1. Das verstärkte Empfängerausgangssignal kann beispielsweise auch eine geordnete Menge von Daten in einem Speicher des Verstärkers V sein, wobei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC bevorzugt über den Steuerdatenbus SDB diesen Speicher des Verstärkers V zumindest teilweise auslesen kann.
• Des Weiteren kann der verlegbare Quantencomputer QC parallel oder alternativ zu dieser optischen Auslesung des Zustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 auch eine elektronische Auslesung von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 vornehmen. Zu diesem Zweck kann der verlegbare Quantencomputer QC alternativ oder parallel zu dem Fotodetektor PD und dem Verstärker V eine Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 aufweisen. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 elektrisch leitfähige Leitungen zum Anlegen elektrische Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kontakte zur Absaugung von Ladungsträgeren im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Des Weiteren umfasst bevorzugt die Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Vorrichtungen zur Bereitstellung der Steuersignale zur Ansteuerung der besagten elektrisch leitfähigen Leitungen zum Anlegen elektrische Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Des Weiteren umfasst bevorzugt die Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Vorrichtungen Verstärker zur Verstärkung der über die Kontakte zur Absaugung von Ladungsträgeren im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 abgesaugten elektrischen Ströme von Ladungsträgern. Bevorzugt weist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC einen oder mehrere Digital-zu-Analog-Wandler auf, die die an der Erzeugung der Steuersignale zur Ansteuerung der besagten elektrisch leitfähigen Leitungen LH1, LH2, LH3, LV1 zum Anlegen elektrische Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mitwirken. Bevorzugt weist die erste horizontale Treiberstufe HD1 zur Ansteuerung des ersten anzusteuernden Quantenpunkts NV1 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB bevorzugt steuern kann. Bevorzugt weist die zweite horizontale Treiberstufe HD2 zur Ansteuerung des zweiten anzusteuernden Quantenpunkts NV2 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB bevorzugt steuern kann. Bevorzugt weist die dritte horizontale Treiberstufe HD3 zur Ansteuerung des dritten anzusteuernden Quantenpunkts NV3 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB bevorzugt steuern kann. Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung µC einen oder mehreren dieser Digital-zu-Analog-Wandler über einen internen Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputers QC an.
• Diese Hardware (Q-circuit hardware model) des Quanten-Gatter-Hardware-Modells 11 umfasst Mittel mWA, LH1, LV1, LV2 zum Beeinflussen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels elektromagnetischer HF-Wellen und/oder elektromagnetischer Mikrowellen und Mittel MW/RF-AWFG zum Ansteuern dieser Mittel. Diese Hardware (Q-circuit hardware model) des Quanten-Gatter-Hardware-Modells 11 umfasst Mittel LD, OS zum Beeinflussen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels optischer Pumpstrahlung LB und Mittel WFG, LDRV zum Ansteuern dieser Mittel. Diese Hardware (Q-circuit hardware model) des Quanten-Gatter-Hardware-Modells 11 umfasst Mittel LH1, LV1, LV2 zum Selektieren der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels statischer elektromagnetischer Felder und Mittel zum Ansteuern dieser Mittel. Diese Hardware (Q-circuit hardware model) des Quanten-Gatter-Hardware-Modells 11 umfasst somit Mittel wie RadiowellenLeitungen und -Bauelemente, Mikrowellen-Leitungen und -Bauelemente (RF, HF lines), ein optisches System (optical system), und ein elektrisches Gitter (electric grid), wie es beispielsweise die DE 10 2020 125 169 A1 in ihrer 20 zeigt. Auf die 23 der DE 10 2020 125 169 A1 und deren zugehöriger Beschreibung verweist das hier vorgelegte Dokument ebenfalls. Bei dem optischen System OS handelt es sich bevorzugt um ein konfokales Mikroskop mit einem pulsbaren Laser als Lichtquelle LD.
• Eine Gate-Pulse-Timing Vorrichtung (gate pulse timing), die typischerweise den Mikrowellen- und Radiofrequenzgenerator MW/RF-AWFG umfasst, erzeugt die Steuersignale zur zeitgerechten Erzeugung der Signale auf den Radiowellenleitungen und Mikrowellenleitungen LH1, LV1, LV2. Eine Laser-Kontrollvorrichtung (laser control), typischerweise umfassend einen Wellenformgenerator WFG und einen Lichtquellentreiber LDRV und den Laser als Lichtquelle LD, mit dem das optische System OS mit typischerweise gepulster Pumpstrahlung LB gespeist wird. Einen Ein-Ausgangssignalerzeugung (l/O)-Signals steuert zur Selektion der an einer Quanten-Operation teilnehmenden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ die Gleichspannungs- und Gleichstrompegelanteile des elektrischen Gitter s(electrical grid) umfassend die Ansteuerleitungen LH1, LV1, LV2. Eine Ablaufsteuerung (SPC) steuert die gesamten Vorgänge. Bevorzugt umfasst die Ablaufsteuerung eine Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC. Bevorzugt umfasst das optische System zum Auslesen des Quantenzustands der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ einen Fotodetektor PD zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung der Quantenpunkte der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Verstärker V, Filter etc.
• Die Architektur der Hardware (Q-circuit hardware model) dieses Quantencomputers QC entspricht somit vorzugsweise im Wesentlichen der Architektur der 23 der DE 10 2020 125 169 A1 .
• Dieser Quantencomputer QC ist nun vorzugsweise mit einer zentralen Steuereinheit (Bezugszeichen ZSE in 38 der DE 10 2020 125 169 A1 verbunden). Ohne dass dies an anderen Stellen dieses Dokuments erwähnt werden muss kann die zentralen Steuereinheit ZSE eines Quantencomputersystems QUSYS Aufgaben eines oder mehrerer Steuervorrichtungen µC eines oder mehrerer Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 eines Quantencomputersystems QSYS übernehmen. Zur Vereinfachung beschreibt dieses Dokument die Arbeitsteilung zwischen den einen oder mehreren Steuervorrichtungen µC eines oder mehrerer Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 eines Quantencomputersystems QSYS einerseits und der zentralen Steuereinrichtung ZSE eines Quantencomputersystems QUSYS in diesem Dokument stets so, als ob die Steuervorrichtungen mc dieses Aufgaben schwerpunktmäßig übernehmen, ohne die möglichen Aufgabenaufteilungen darauf zu beschränken. Andere Aufgabenaufteilungen sind daher ausdrücklicher Teil der Offenlegung des hier vorgelegten Dokuments.
• Die zentrale Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC führt ein Steuerverfahren (Transcompiler) in Form eines Transcompiler 9 genannten Steuerprogramms aus, das Steuerbefehle (Mnemonics) der quantentechnologischen Algorithmen 8 in konkrete Steuersignale für die oben beschriebenen Hardwarekomponenten umsetzt, die die Steuervorrichtung µC diesen über einen oder mehreren Steuerdatenbusse SDB übermittelt. Ein Optimierer (Optimizer), der typischerweise Teil des Transcompilers 9 ist, optimiert dabei in Form eines Optimierverfahrens, das die zentrale Steuereinheit µC typischerweise ausführt, ggf. Einstellungsparameter und ggf. Filterparameter und arbeitet ggf. Messsignale des optischen Systems OS, PD, V auf. Die Steuervorrichtung µ0 des Quantencomputers QC führt typischerweise ein Quantenfehlerkorrekturverfahren (QEC), das typischerweise Teil des Transcompilers 9 ist, in Form eines Quantenfehlerkorrekturprogramms aus, das die zentrale Steuereinheit µC typischerweise ausführt. Das Quantenfehlerkorrekturprogramm korrigiert die Fehler, die aufgrund des statistischen Verhalten der Quantenbits der der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenbits der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁ sicher auftreten. Die Steuerverfahren, die die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt und die die Steuerbefehle (Mnemonics) symbolisieren, entsprechen dabei bevorzugt im wesentlichen abstrakten Quantenoperationen (Abstract Q-circuit models) bastrakter Quanten-Gatter-modellen 8, die die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt. Die Steuervorrichtung µC führt Zusammenfassungen solcher Verfahren als Quantenberechnungen (Quantum algorithms, quantentechnologische Algorithmen 7) aus. Neben diesen quantenspezifischen Komponenten umfasst eine vorschlagsgemäße Vorrichtung eine klassische Rechner-Hardware 6 in Harvard- oder von Neumann-Architektur (Classical hardware). Bevorzugt ist die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC eine solche klassische Hardware 6. Die klassische Hardware 6 führt bevorzugt klassische Programme und klassische Software 5 (classical Software, classical algiorithms) aus. Die Steuervorrichtung µC führt dann somit insgesamt hybride quantentechnologisch/klassische Programme und Software 3 (Quantum classical hybrid software) der klassischen Datenverarbeitung und der Quantenverarbeitung aus. Die abstrakten Quantengatter-Modelle umfassen aber auch klassische Steuerbefehle für die Steuervorrichtung µC, die im Rahmen der Durchführung einer Quanten-Gatter-Operation der Steuervorrichtung µC erlauben, Mittel zur Beeinflussung und/oder zum Auslesen der der Quantenbits der der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenbits der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁ in geeigneter Weise zu bedienen und Messergebnisse und Parameter im Rahmen der Durchführung einer Quanten-Gatter-Operation zu bearbeiten. Insofern stellen auch die abstrakten Quantengatter-Modelle hybride Software-Module dar, sodass die Grenze hier verschwommen ist.
• Der Nutzer wendet dann das durch die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC zur Verfügung gestellte gemischte Verfahren auf konkrete reale Probleme an. (Real-world problem and data sets) im Rahmen von Anwendungsprogrammen 2 an.
• Die technische Lehre dieses Dokuments beansprucht ein Verfahren, dass sich diese Unterverfahren gliedern lässt, und bezeichnet es mit dem Begriff Quanten-Computer-Stack.
• Das hier vorgelegte Dokument offenbart somit einen Quantencomputer QC, der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ eine Steuervorrichtung µC mit einem Speicher RAM, NVM und einem Rechnerkern CPU, Mittel WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2 zum Beeinflussen der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃, Mittel WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V zum elektrischen und/oder optischen Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ aufweist. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC führt Informationen in dem Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC als Steuerbefehle des Rechnerkerns CPU aus und/oder verwendet diese als Daten. Der vorgeschlagene Quantencomputer zeichnet sich dadurch aus, dass die Informationen in dem Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC einen Software-Stackumfassen. Der Software-Stack 1 umfasst bevorzugt beispielsweise Quantengatter-Hardware-Modelle 11, 12 bis 17, 22, 23, einen Transcompiler 9, abstrakte Quantengatter-Modelle 8 für die Ausführung von Quantengatter-Operationen durch den Quantencomputer QC. Bevorzugt liegen die die Informationen in dem Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC als hybrides quantentechnologisch/klassisches Programm 3 in Form hybrider binärer Kodes vor, wobei diese hybriden binären Kodes klassische binäre klassische Kodes für klassische Algorithmen 4 und binäre quantentechnologische Codes von Quantenalgorithmen 7 umfassen. Die jeweiligen binären quantentechnologischen Codes repräsentieren jeweils ihnen zugehörige jeweilige Quantengatter-Modelle (8). Die Steuervorrichtung (µC) setzt mittels des Transcompilers (9) binäre quantentechnologische Codes der Quantengatter-Modelle (8) von Quantenalgorithmen (7) in Sequenzen von Aufrufen von Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) um, die die Steuervorrichtung µC ausführt. Die Steuervorrichtung µC setzt durch Ausführung der betreffenden Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) entsprechend den Quantengatter-Hardware-Modellen (11) Hardwarebefehle z.B. in Form von entsprechenden Signalisierungen an die Mittel (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum Beeinflussen und / oder Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) ab. Die Steuervorrichtung µC veranlasst die Hardware des Quantencomputers QC in Form der besagten Mittel (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V somit dazu, diese Hardwarebefehle 12 bis 17, 22, 23 vorzugsweise zeitsynchron und vorzugsweise phasenrichtig durchzuführen. Die Steuervorrichtung µC veranlasst die Hardware des Quantencomputers QC in Form der besagten Mittel WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V somit dazu, durch Ausführung der betreffenden Kontrollprogramme 12 bis 17, 22, 23 entsprechend den Quantengatter-Hardware-Modellen 11 ggf. die die Antworten der der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ zu erfassen. Die Steuervorrichtung µC erzielt durch eine solche Erfassung somit ein Quantencomputerberechnungsergebnis und speichert dieses oder gibt dieses aus oder verwendet dieses weiter.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) zumindest zeitweise zusätzliche Informationen, die die Steuervorrichtung (µC) zur Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung einer Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG, BENG2, SRG2) von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers (QC) verwendet, wobei diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG, BENG2, SRG2) von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers (QC) zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) erfolgt.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers RAM, NVM Informationen, insbesondere ein Kontrollprogramm 16, die die Steuervorrichtung (µC) zur Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung des optischen Systems (OS) des Quantencomputers (QC) verwendet, wobei diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung des optischen Systems (OS) des Quantencomputers (QC) zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) erfolgt. In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) Informationen des ein Kontrollprogramms 16, die die Steuervorrichtung (µC) zur Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung des optischen Systems (OS) des Quantencomputers (QC) in Abhängigkeit von einem Positionsmesssystem (ClF, CM1) verwendet.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) Informationen, insbesondere ein Kontrollprogramm 22, die die Steuervorrichtung (µC) zur Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung einer Positioniervorrichtung (XT, YT, PV, PVC) zur Positionierung und/oder Ausrichtung des Substrats (D) gegenüber dem Optischen System (OS) des Quantencomputers (QC) in Abhängigkeit von einem Positionsmesssystem (CIF, CM1) verwendet, wobei diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der Positioniervorrichtung (XT, YT, PV, PVC) des Quantencomputers (QC) zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 23) erfolgt.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) Informationen, insbesondere ein Kontrollprogramm 15, die die Steuervorrichtung (µC) zur Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung einer Magnetfeldmessvorrichtung (MSx, MSy, MSy, MFSx, MFSy, MFSz) zur Erfassung der magnetischen Flussdichte am Ort der der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder am Ort der Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) des Quantencomputers (QC) verwendet, wobei diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der Magnetfeldmessvorrichtung (MSx, MSy, MSy, MFSx, MFSy, MFSz) des Quantencomputers (QC) zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) erfolgt.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) zusätzliche Informationen, insbesondere das Kontrollprogramm 15, die die Steuervorrichtung (µC) zur Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung einer Magnetfelderzeugungsvorrichtung (MGx, MGy, MGy, MFSx, MFSy, MFSz) zur Erzeugung einer zusätzlichen magnetischen Flussdichte am Ort der der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder am Ort der Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) des Quantencomputers (QC) verwendet, wobei diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der Magnetfelderzeugungsvorrichtung (MGx, MGy, MGy, MFSx, MFSy, MFSz) des Quantencomputers (QC) zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) erfolgt.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) zusätzliche Informationen, insbesondere das Kontrollprogramm 15, wobei diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der der Magnetfelderzeugungsvorrichtung (MGx, MGy, MGy, MFSx, MFSy, MFSz) des Quantencomputers (QC) in Abhängigkeit von den erfassten Messwerten der Magnetfeldmessvorrichtung (MSx, MSy, MSy, MFSx, MFSy, MFSz) zur Erfassung der magnetischen Flussdichte am Ort der der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder am Ort der Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) des Quantencomputers (QC) erfolgt.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) Informationen, insbesondere ein Kontrollprogramm 23, die die Steuervorrichtung (µC) zur Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung einer Kühlvorrichtung (KV, HeCLCS) zur Kühlung des Materials am Ort der der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder am Ort der Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) des Quantencomputers (QC) verwendet, wobei diese Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der Kühlvorrichtung (KV, HeCLCS) des Quantencomputers (QC) zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) erfolgt.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) weitere Informationen, insbesondere das Kontrollprogramm 23, umfasst, die die Steuervorrichtung µC zur Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung und/oder eines Temperatursensorsystems TS zur Erfassung eines Temperaturmesswertes der Temperatur des Materials am Ort der der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder am Ort der Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) des Quantencomputers QC verwendet, wobei die Steuerung und/oder Kontrolle und/oder Regelung der Kühlvorrichtung (KV, HeCLCS) des Quantencomputers QC in Abhängigkeit von diesem Temperaturmesswert zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) erfolgt.
• Das hier vorgelegte Dokument beschreibt darüber auf Grundlage der vorausgehenden Beschreibung einen Quantencomputer QC, bei dem der Inhalt des Speichers RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC Informationen, insbesondre ein Datenschnittstellenprogramm 28, umfasst, die die Steuervorrichtung µC zur Steuerung ein zur Steuerung und Kontrolle einer oder mehrerer Datenschnittstellen DBIF des Quantencomputers QC verwendet, wobei diese Steuerung und Kontrolle einer oder mehrerer Datenschnittstellen DBIF des Quantencomputers QC zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) erfolgt.
• In einer Variante des Quantencomputers QC umfasst der Inhalt des Speichers (RAM, NVM) Informationen, insbesondre ein Kryptografieprogramm 25, die die Steuervorrichtung µC zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von Daten verwendet, die der Quantencomputer QC und/oder die Steuervorrichtung µC über die die Datenschnittstelle DBIF erhalten oder versenden und/oder zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von anderen Daten des Quantencomputers QC verwendet, wobei diese Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung zeitlich parallel oder quasi parallel zur Ausführung der Hardwarebefehle in Form der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) erfolgt. In einer darauf aufbauenden Variante führt die Steuervorrichtung µC durch das Ausführen des Kryptografieprogramms 25 ein Verfahren zur PQC fähigen Verschlüsselung von Daten durchführt. Hierdurch ist diese Kommunikation vor potenziellen Angreifern geschützt und kann nicht mehr ohne Weiteres entschlüsselt werden. Dies ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn die Steuerung und/oder Kommunikation unbemannter autonomer Fahrzeuge und anderer mobiler Objekte, wie sie hier schon beschrieben wurden, geschützt werden soll. In einer darauf aufbauenden Variante erzeugt die Steuervorrichtung µC zumindest zeitweise ein oder mehrmals einen Verschlüsselungsschlüssel für das Kryptografieprogramm 25 mittels zumindest einer Quantenoperation unter Zuhilfenahme eines oder mehrerer Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder eines oder mehrerer Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃). Im einfachsten Fall setzt die Steuervorrichtung µC eine oder mehrere Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder ein oder mehrere Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) zurück, sodass bevorzugt alle zurückgesetzten Quantenbits der ein oder mehrere Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder alle zurückgesetzten Quantenbits der ein oder mehreren Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) mit einer 50% Wahrscheinlichkeit unabhängig voneinander beim Auslesen einen logischen 1-Wert oder einen logischen 0-Wert ausgeben. Die so erzeugte Zufallszahl kann die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC1 als Schlüssel für ein Kryptografieverfahren auf Basis eines Kryptografieprogramms 25 verwenden. Der Vorteil ist ein nicht vorhersagbarer Schlüssel für die Datenverschlüsselung.
• Ein solcher Quantencomputer QC1 kann in einem Quantencomputersystem QUSYS mit einem oder mehreren weiteren Quantencomputer QC2 bis QC16 und/oder einem oder mehreren konventionellen Rechnern (ZSE, µC2 bis µC16) eingesetzt werden. Bevorzugt verbindet ein externer Datenbus EXTDB die einem oder mehreren Quantencomputer QC1 bis QC16 und/oder die einen oder mehreren konventionellen Rechner (ZSE, µC2 bis pC16) miteinander. Der externe Datenbus EXTDB kann ganz oder Teilweise drahtgebunden und/oder drahtlos sein. Die einen oder mehreren Quantencomputer QC1 bis QC16 und/oder die einen oder mehreren konventionellen Rechner (ZSE, µC2 bis µC16) des Quantencomputersystems QUSYS können jeweils eine oder mehrere Datenbusschnittstellen DBIF aufweisen, sodass komplexe Topologien möglich sind. Ein oder mehrerer Quantencomputer (QC1, QC8, QC9, QC16) können dabei beispielsweise als Gateways zwischen mehreren Quantencomputersystemen QUSYS fungieren.
• Die hier vorgestellte technische Lehre offenbart ein Quantencomputersystem QUSYS, wobei das Quantencomputersystem QUSYS zumindest einen Quantencomputer QC1, wie zuvor beschrieben, umfasst. Ein Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS ist bevorzugt über die Datenbusschnittstelle DBIF mit dem externen Datenbus EXTDB verbunden. Ein Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS ist bevorzugt über die Datenbusschnittstelle DBIF und über diesen externen Datenbus EXTDB mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Quantencomputersystems QUSYS verbunden. Die Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS verschlüsselt zumindest einen Teil der Datenkommunikation zwischen der zentralen Steuereinheit ZSE des Quantencomputersystems QUSYS Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS mittels des PQC-fähigen Kryptografieprogramms 25. Die Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS entschlüsselt zumindest einen Teil der Datenkommunikation zwischen der zentralen Steuereinheit ZSE des Quantencomputersystems QUSYS Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS mittels des PQC-fähigen Kryptografieprogramms 25. Dies erschwert einem Angreifer das Stören des Quantencomputersystems QUSYS durch Manipulation der Datenübertragung zwischen Komponenten des Quantencomputersystems QUSYS. Dieses Dokument verweist in diesem Zusammenhang auf das beispielhafte Buch Daniel J. Bernstein, Johannes Buchmann, Erik Dahmen „Post-Quantum Cryptography“ 19. November 2008" Springer; 2009. Edition (19. November 2008), ISBN-10: 3540887016, ISBN-13: 978-3540887010.
• Die hier vorgestellte technische Lehre offenbart ein Quantencomputersystem QUSYS, wobei das Quantencomputersystem QUSYS zumindest einen Quantencomputer QC1, wie zuvor beschrieben, umfasst und zumindest einen weiteren Quantencomputer QC2, wie zuvor beschrieben, umfasst. Ein Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS ist bevorzugt über die Datenbusschnittstelle DBIF des zumindest einen Quantencomputers QC1 mit dem externen Datenbus EXTDB verbunden. Ein Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des weiteren Quantencomputers QC2 des Quantencomputersystems QUSYS ist bevorzugt über die Datenbusschnittstelle DBIF des weiteren Quantencomputers QC2 mit dem externen Datenbus EXTDB verbunden. Ein Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS ist bevorzugt über die Datenbusschnittstelle DBIF des zumindest einen Quantencomputers QC1 und über diesen externen Datenbus EXTDB und über die Datenbusschnittstelle DBIF des weiteren Quantencomputers QC2 mit einem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des weiteren Quantencomputers QC2 des Quantencomputersystems QUSYS verbunden. Die Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS verschlüsselt zumindest einen Teil der Datenkommunikation zwischen der Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS und der Steuervorrichtung µC des weiteren Quantencomputers QC2 des Quantencomputersystems QUSYS mittels des PQC-fähigen Kryptografieprogramms 25. Die Steuervorrichtung µC des weiteren Quantencomputers QC2 des Quantencomputersystems QUSYS verschlüsselt zumindest einen Teil der Datenkommunikation zwischen der Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS und der Steuervorrichtung µC des weiteren Quantencomputers QC2 des Quantencomputersystems QUSYS mittels des PQC-fähigen Kryptografieprogramms 25. Die Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS entschlüsselt zumindest einen Teil der Datenkommunikation zwischen der Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS und der Steuervorrichtung µC des weiteren Quantencomputers QC2 des Quantencomputersystems QUSYS mittels des PQC-fähigen Kryptografieprogramms 25. Die Steuervorrichtung µC des weiteren Quantencomputers QC2 des Quantencomputersystems QUSYS entschlüsselt zumindest einen Teil der Datenkommunikation zwischen der Steuervorrichtung µC des zumindest einen Quantencomputers QC1 des Quantencomputersystems QUSYS und der Steuervorrichtung µC des weiteren Quantencomputers QC2 des Quantencomputersystems QUSYS mittels des PQC-fähigen Kryptografieprogramms 25. Dies erschwert einem Angreifer das Stören des Quantencomputersystems QUSYS durch Manipulation der Datenübertragung zwischen Komponenten des Quantencomputersystems QUSYS.
• Verwendung für die Umfelderkundung
• Das hier vorgelegte Dokument schlägt eine mobile Vorrichtung vor, die ein Quantencomputersystem QUSYS, wie oben beschrieben, umfasst. Dabei umfasst das Quantencomputersystem QUSYS vorzugsweise zumindest einen Quantencomputer QC1, QC2, wie oben beschrieben. Vorzugsweise weist die mobile Vorrichtung Sensoren SENS auf. Diese Sensoren können beispielsweise, aber nicht nur, Radarsensoren, LIDAR-Sensoren, Ultraschallsensoren, Kamera basierende Sensoren, Quantensensoren, Sonarsensoren und weitere Sensoren umfassen. Die Sensoren SENS und ggf. Vorrichtungen, die mit der mobilen Vorrichtung über drahtgebundene und/oder drahtlose Datenverbindungen datentechnisch verbunden sind, übertragen typischerweise Sensordaten an das Quantencomputersystem QUSYS. Das Quantencomputersystem QUSYS ist vorzugsweise dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS steigern und/oder welche die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren SENS und/oder anderer Daten beschleunigen.
• Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung auch dazu eingerichtet sein, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC1, QC2 seines Quantencomputersystems QUSYS Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Sensorfernerkundung und oder der Erkundung der Erdoberfläche und/oder in der Sonarerkundung und/oder in der Ultraschallerkundung und/oder in der Bilderkennung und/oder in der Bildverarbeitung und/oder der Erkundung der Wasseroberfläche und/oder in der Erkundung eines Meeresvolumens und/oder des Luftraums und/oder des Seegebiets mittels der Sensoren SENS und der Daten zu lösen.
• Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung auch dazu eingerichtet sein, Quantencomputing-Routinen und/oder Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung und/oder der Sonardatenprozessierung und/oder der Ultraschalldatenprozessierung und/oder der LIDAR-Datenprozessierung mittels eines Quantencomputers QC1, QC2 seines Quantencomputersystems QUSYS auszuführen.
• Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung auch dazu eingerichtet sein, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC1, QC2 seines Quantencomputersystems QUSYS eine Fokussierung von Sensor-Rohdaten der erhaltenen Sensordaten und/oder der Daten der Sensoren SENS vorzunehmen.
• Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung auch dazu eingerichtet sein, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC1, QC2 seines Quantencomputersystems QUSYS Verfahren der Radarinterferometrie und/oder Sonarinterferometrie auszuführen.
• Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung auch dazu eingerichtet sein, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC1, QC2 seines Quantencomputersystems QUSYS Radarbilder und/oder LIDAR-Bilder und/oder Sonarbilder und/oder Bilder auf Basis der Sensordaten der Sensoren SENS und/oder von Satellitendaten und/oder anderen Daten zu erzeugen und/oder auszuwerten.
• Die mobile Vorrichtung kann Teil eines Schwarms und insbesondere Teil eines Schwarms solcher mobiler Vorrichtungen und/oder Teil eines Schwarms mobiler Vorrichtungen, von denen zumindest eine mobile Vorrichtung eine mobile Vorrichtung ist, wie sie zuvor beschrieben wurde.
• Die mobile Vorrichtung kann ein Schwimmkörper und/oder ein Roboter und/oder ein Landfahrzeug und/oder ein Fahrzeug und/oder ein Kraftfahrzeug und/oder ein Zweirad und/oder ein Dreirad und/oder ein Lastwagen und/oder ein Nutzfahrzeug und/oder ein Transportfahrzeug und/oder eine Drohne und/oder eine Roboterdrohne und/oder ein Flugkörper und/oder ein Schwimmkörper und/oder eine Schiffsdrohne und/oder ein Tauchkörper und/oder ein Schiff und/oder ein U-Boot und/oder eine U-Boot-Drohne und/oder ein Torpedo und/oder eine See-Mine und/oder eine Landmine und/oder eine Rakete und/oder ein Geschoss und/oder ein Satelliten und/oder eine Raumstation und/oder ein Raumfahrzeug und/oder ein Anhänger und/oder ein Schleppkahn und/oder ein Container, insbesondere ein See-Container, und/oder ein Smartphone und/oder ein Kleidungsstück und/oder ein Schmuckstück und/oder ein tragbares Quantencomputersystem (QUSYS) und/oder ein mobiles Quantencomputersystem (QUSYS) und/oder ein Fahrzeug und/oder ein Roboter und/oder ein Flugzeug und/oder ein Raumflugkörper und/oder ein Unterwasserfahrzeug und/oder ein Oberwasserschwimmkörper und/oder ein Unterwasserschwimmkörper und/oder eine bewegliche medizinische Vorrichtung und/oder ein verlegbares Waffensystem und/oder ein Gefechtskopf und/oder ein Über- oder Unterwasserfahrzeug und/oder ein Geschoss und/oder ein Waffensystem und/oder ein Geschütz und/oder ein Munitionsbestandteil und/oder eine andere mobile Vorrichtung und/oder eine bewegliche Vorrichtung sein oder eine solche Vorrichtung umfassen.
• Liste der Figuren
• 1 zeigt den oben beschriebenen Quantencomputer QC schematisch vereinfacht.
• 2 zeigt zwei beispielhafte Quantenbits QUB1, QUB2.
• 3 zeigt das Blockdiagramm eines beispielhaften Quantencomputers QC mit einem beispielhaften schematisch angedeuteten Drei-Bit-Quantenregister.
• 4 zeigt ein beispielhaftes Quantencomputersystem QUSYS mit einer beispielhaften zentralen Steuereinheit ZSE.
• 5 zeigt den Aufbau eines beispielhaften Software-Stacks, wie er bevorzugter Inhalt des Speichers RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC ist.
• Beschreibung der Figuren
• Die Figuren erläutern den Vorschlag schematisch und vereinfacht. Die Offenlegung der hier vorgelegten Schrift ist nicht auf die Figuren begrenzt und umfasst auch andere Kombinationen.
• Figur 1
• 1 zeigt den oben beschriebenen beispielhaften verlegbaren Quantencomputer QC schematisch vereinfacht. Die hier vorgelegte Schrift verzichtet auf eine Wiederholung der Beschreibung an dieser Stelle.
• Figur 2
• Die 2 zeigt zwei beispielhafte Quantenbits QUB1, QUB2. Im Folgenden beschreibt die hier vorgelegte Schrift zunächst das erste Quantenbit QUB1. Das zweite Quantenbit QUB2 ergibt sich analog. Das Substrat D besitzt eine Unterseite US auf dem ein Rückseitenkontakt BSC angebracht ist. Besonders bevorzugt ist das Substrat D aus Diamant gefertigt. Bevorzugt erfolgt die Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit Pumpstrahlung LB von der Unterseite US des Substrats D. Bevorzugt weisen die Isotope des Substrats D im Wesentlichen kein magnetisches Kernmoment µ auf. Eine epitaktische Schicht DEPI ist zur Verbesserung der elektronischen Eigenschaften auf dem Substrat D aufgebracht. Bevorzugt umfassen das Substrat D und/oder die epitaktische Schicht DEPI im Wesentlichen nur Isotope ohne ein magnetisches Kernmoment µ. Bevorzugt umfasst das Substrat D und/oder die epitaktische Schicht DEPI im Wesentlichen nur einen Isotopentyp eines Isotops ohne ein magnetisches Kernmoment µ. Das Paket aus Substrat D und epitaktischer Schicht DEPI besitzt eine Oberfläche OF. Auf der Oberfläche OF ist eine vertikale Leitung LV1 als Teil einer beispielhaften Crossbar-Struktur aufgebracht, die von einem mit einer vertikalen Modulation modulierten vertikalen elektrischen Strom IV1 durchströmt wird. Die Oberfläche OF und die vertikale Leitung LV1 sind von einer Isolation IS bedeckt. Ggf. befindet sich eine weitere Isolation zwischen der vertikalen Leitung LV1 und der Oberfläche OF, um die vertikale Leitung LV1 elektrisch zu isolieren. Auf der Isolation IS ist eine erste horizontale Leitung LH1 aufgebracht, die von einem mit einer ersten horizontalen Modulation modulierten ersten horizontalen elektrischen Strom IH1 durchströmt wird. Die erste vertikale Leitung LV1 und die erste horizontale Leitung LH1 sind bevorzugt gegeneinander elektrisch isoliert. Bevorzugt ist der Winkel α₁₁ zwischen der ersten horizontalen Leitung LH1 und der ersten vertikalen Leitung LV1 ein rechter Winkel von 90°. Die erste horizontale Leitung LH1 und die erste vertikale Leitung LV1 kreuzen sich bevorzugt oberhalb des paramagnetischen Zentrums des ersten Quantenpunkts NV1. Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Quantenpunkt NV1 um ein NV-Zentrum in Diamant. Bevorzugt befindet sich direkt unter dem Kreuzungspunkt der ersten horizontalen Leitung LH1 mit der ersten vertikalen Leitung LV1 der erste Quantenpunkt NV1 in einem ersten Abstand d1 unter der Oberfläche OF in der epitaktischen Schicht DEPI. Der erste Abstand d1 liegt bevorzugt zwischen 10µm und 20µm, schlechter zwischen 5µm und 40µm, schlechter zwischen 2,5µm und 80µm. Im Falle von Diamant als Material der epitaktischen Schicht DEPI kann der erste Quantenpunkt NV1 beispielsweise ein NV-Zentrum sein. Auch ist die Verwendung von SiV und/oder TR12-Zentren und anderen paramagnetischen Zentren in diamant denkbar. Ist die horizontale Modulation des ersten horizontalen Stromes IH1 gegenüber der vertikalen Modulation des ersten vertikalen Stromes IV1 um +/- π/2 verschoben, so ergibt sich dann am Ort des ersten Quantenpunkts NV1 beispielsweise ein rotierendes Magnetfeld B_NV, das den ersten Quantenpunkt NV1 beeinflusst. Dieses kann die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC zur Manipulation des ersten Quantenpunkts NV1 nutzen. Hierbei wählt die Steuervorrichtung µC die Frequenz so gewählt, dass der erste Quantenpunkt NV1 in Resonanz mit dem rotierenden Magnetfeld B_NV gerät. Die zeitliche Dauer des Pulses bestimmt dann den Drehwinkel der Quanteninformation des ersten Quantenpunkts NV1. Die Polarisationsrichtung bestimmt die Richtung.
• Die 2 umfasst beispielhaft sechs Kernquantenpunkte und zwar
  zum Ersten einen ersten Kernquantenpunkt CI1₁, der dem ersten Quantenpunkt NV1 zugeordnet ist, und
  zum Zweiten einen zweiten Kernquantenpunkt CI1₂, der dem ersten Quantenpunkt NV1 zugeordnet ist, und
  zum Dritten einen dritten Kernquantenpunkt CI1₃, der dem ersten Quantenpunkt NV1 zugeordnet ist, und
  zum Vierten einen ersten Kernquantenpunkt CI2₁, der dem zweiten Quantenpunkt NV2 zugeordnet ist, und
  zum Fünften einen zweiten Kernquantenpunkt CI2₂, der dem zweiten Quantenpunkt NV2 zugeordnet ist, und
  zum Sechsten einen dritten Kernquantenpunkt CI2₃, der dem zweiten Quantenpunkt NV2 zugeordnet ist.
• Jeder der Kernquantenpunkte bildet mit den Leitungen LV1, LH1, LH2 jeweils ein Kernquantenbit. In dem jeweiligen Kernquantenbit ist der Quantenpunkt NV1, NV2 durch den Kernquantenpunkt CI1₁, CI1₂, CI1₃ in QUB1 und CI2₁, CI2₂, CI2₃ in QUB2 ersetzt.
• Isotope mit einem magnetischen Kernspin bilden bevorzugt die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃ in dem Substrat D. Im Falle von Diamant als Material der epitaktischen Schicht DEPI bzw. des Substrats D kann ein Kernquantenpunkt beispielsweise ein ¹³C-Isotop oder ein Atomkern eines Stickstoffatoms eines NV-Zentrums sein.
• 2 zeigt ein beispielhaftes Quantenregister mit einem ersten Quantenbit QUB1 und einem zweiten Quantenbit QUB2. Die Quantenbits QUB1, QUB2 des Quantenregisters besitzen ein gemeinsames Substrat D und eine gemeinsame epitaktische Schicht DEPI. Die erste vertikale Leitung des ersten Quantenbits QUB1 ist die erste vertikale Leitung LV1 des zweiten Quantenbits QUB2. Die erste vertikale Leitung LV1 und die erste horizontale Leitung LH1 kreuzen bevorzugt oberhalb des ersten Quantenpunkts NV1, der bevorzugt in einem ersten Abstand d1 unter der Oberfläche OF liegt, in einem bevorzugt rechten Winkel α₁₁ von 90°. Die erste vertikale horizontale Leitung LV1 und die zweite horizontale Leitung LH2 kreuzen bevorzugt oberhalb des zweiten Quantenpunkts NV2, der bevorzugt in einem zweiten Abstand d2 unter der Oberfläche liegt, in einem bevorzugt rechten Winkel α₁₂. Bevorzugt sind der erste Abstand d1 und der zweite Abstand d2 ähnlich zueinander. Bei NV-Zentren in Diamant als Quantenpunkte NV1, NV2 liegen diese Abstände d1, d2 bevorzugt bei 10nm bis 20nm. Ein mit einer horizontalen Modulation modulierter erster vertikaler Strom IV1 durchströmt die erste vertikale Leitung LV1. Ein mit einer ersten horizontalen Modulation modulierten erster horizontaler Strom IH1 durchströmt die erste horizontale Leitung LH1. Ein mit einer zweiten horizontalen Modulation modulierter zweiter horizontaler Strom IH2 durchströmt die zweite horizontale Leitung LH2. Der erste Quantenpunkt NV1 ist vom zweiten Quantenpunkt NV2 mit einem Abstand sp12 beabstandet.
• Die 2 zeigt ein beispielhaftes Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister CECEQUREG.
• Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein Elektron-Elektron-Quantenregister, bei dem der erste Quantenpunkt NV1 des ersten Quantenbits QUB1 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2 des zweiten Quantenbits QUB2 koppen kann.
• Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein erstes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der erste Quantenpunkt NV1 des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Kernquantenpunkt CI1₁ des ersten Kernquantenbits koppen kann.
• Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein zweites Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der erste Quantenpunkt NV1 des ersten Quantenbits QUB1 mit dem zweiten Kernquantenpunkt CI1₂ des zweiten Kernquantenbits koppen kann.
• Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein drittes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der erste Quantenpunkt NV1 des ersten Quantenbits QUB1 mit dem dritten Kernquantenpunkt CI1₃ des zweiten Kernquantenbits koppen kann.
• Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein viertes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der zweite Quantenpunkt NV2 des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem ersten Kernquantenpunkt CI2₁ des vierten Kernquantenbits koppen kann.
• Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein fünftes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der zweite Quantenpunkt NV2 des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Kernquantenpunkt 1, CI2₂ des fünften Kernquantenbits koppen kann.
• Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein sechstes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der zweite Quantenpunkt NV2 des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem dritten Kernquantenpunkt CI2₃ des sechsten Kernquantenbits koppen kann.
• Dies ist die einfachste Form eines Quantenbusses mit einer ersten QuantenALU QUALU1 (NV1, CI1₁, CI1₂, CI1₃) und einer zweiten QuantenALU QUALU2 (NV2, CI2₁, CI2₂, CI2₃). Dabei kann die Steuervorrichtung µC die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃ der ersten QuantenALU NV1, Cl1₁, CI1₂, CI1₃ und die Kernquantenpunkte der zweiten QuantenALU QUALU2 mit Hilfe des ersten Quantenpunktes NV1 und des zweiten Quantenpunkts NV2 miteinander verschränken. Dabei dienen der erste Quantenpunkt NV1 und der zweite Quantenpunkt NV2 bevorzugt dem Transport der Abhängigkeit und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃ den Berechnungen und der Speicherung. Ausgenutzt wird hierbei, dass die Reichweite der Kopplung der Quantenpunkte NV1, NV2 untereinander größer ist als die Reichweite der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃ untereinander und dass die T2-Zeit der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃ länger ist als die der Quantenpunkte NV1, NV2.
• Typischerweise ist der Abstand zwischen den Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 und dem zweiten Quantenpunkt NV2 größer als die Elektron-Kern-Kopplungsreichweite, sodass der Zustand der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 den Zustand des zweiten Quantenpunkts NV2 nicht beeinflussen kann und der Zustand des zweiten Quantenpunkts NV2 den Zustand der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 nicht beeinflussen kann.
• Typischerweise ist der Abstand zwischen den Kernquantenpunkten CI2₁, CI2₂, CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 und dem ersten Quantenpunkt NV1 größer als die Elektron-Kern-Kopplungsreichweite, sodass der Zustand der Kernquantenpunkte CI2₁, CI2₂, CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 den Zustand des ersten Quantenpunkts NV1 nicht beeinflussen kann und der Zustand des ersten Quantenpunkts NV1 den Zustand der Kernquantenpunkte CI2₁, CI2₂, CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 nicht direkt beeinflussen kann.
• 2 zeigt ein beispielhaftes Quantenregister mit einer zweiten horizontalen Abschirmleitung SH2 und mit einer ersten horizontalen Abschirmleitung SH1 und mit einer dritten horizontalen Abschirmleitung SH3. Die zusätzlichen Abschirmleitungen ermöglichen die Einspeisung weiterer Ströme zur Verbesserung der Selektion der Quantenpunkte während der Ausführung der Operationen durch Bestromung der vertikalen und horizontalen Leitungen. Die beiden zusätzlichen Leitungen ermöglichen eine noch bessere Einstellung.
• 2 zeigt ein beispielhaftes zwei Bit Elektron-Elektron Quantenregister mit einer gemeinsamen ersten vertikalen Leitung LV1, mehreren Abschirmleitungen und zwei Quantenpunkten NV1, NV2. In der 2 ist zur Erläuterung des Ausleseprozesses eine erste vertikale Abschrimleitung SV1 parallel zu der ersten vertikalen Leitung LV1 eingezeichnet. Da es sich um ein Querschnittsbild handelt, ist die entsprechende zweite vertikale Abschirmleitung SV2, die auf der anderen Seite der ersten vertikalen Leitung LV1 ebenfalls parallel zu dieser verläuft, nicht eingezeichnet. Durch Kontakte sind die Abschirmleitungen in diesem Beispiel mit dem Substrat D verbunden. Wird nun ein Extraktionsfeld zwischen zwei parallellaufende Abschirmleitungen durch Anlegen einer Extraktionsspannung zwischen diesen Abschrimleitungen SV1, SV2 angelegt, so kommt es zu einem messbaren Stromfluss, wenn die Lichtquelle LD die Quantenpunkte NV1, NV2 mit Pumpstrahlung LB bestrahlt und diese sich im richtigen Quantenzustand befinden. Weiteres kann beispielsweise in Petr Siyushev, Milos Nesladek, Emilie Bourgeois, Michal Gulka, Jaroslav Hruby, Takashi Yamamoto, Michael Trupke, Tokuyuki Teraji, Junichi Isoya, Fedor Jelezko, „Photoelectrical imaging and coherent spin-state readout of single nitrogen-vacancy centers in diamond“, Science 363, 728-731 (2019) 15 February 2019 gefunden werden.
• Die beiden Quantenpunkte NV1, NV2 der 2 sind jeweils Teil mehrerer Kern-Elektron-Quantenregister. Jeder Quantenpunkt NV1, NV2 ist in dem Beispiel der 2 Teil einer jeweiligen QuantenALU QUALU1, QUALU2.
• Der erste Quantenpunkt NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 kann im Beispiel der 2 mit einem ersten Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die erste horizontale Leitung LH1 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem ersten horizontalen Strom IH1 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer ersten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_RWEC1-1 für die erste QuantenALU QUALU1 oder einer ersten Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE1_1} für die erste QuantenALU QUALU1 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese erste Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC1_1} für die erste QuantenALU QUALU1 und diese erste Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_{MWCE1_1}) für die erste QuantenALU QUALU1 bevorzugt in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.
• Der erste Quantenpunkt NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 kann im Beispiel der 2 mit einem zweiten Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die erste horizontale Leitung LH1 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem ersten horizontalen Strom IH1 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer zweiten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_RWEC2_₁ für die erste QuantenALU QUALU1 oder einer zweiten Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz f_MWCE2_₁ für die erste QuantenALU QUALU1 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese zweite Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_1} für die erste QuantenALU QUALU1 und diese zweite Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_{MWCE2_1}) für die erste QuantenALU QUALU1 bevorzugt in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.
• Der erste Quantenpunkt NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 kann im Beispiel der 2 mit einem dritten Kernquantenpunkt CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die erste horizontale Leitung LH1 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem ersten horizontalen Strom IH1 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer dritten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC3_1} für die erste QuantenALU QUALU1 oder einer dritten Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE3_1} für die erste QuantenALU QUALU1 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese dritte Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC3_1} für die erste QuantenALU QUALU1 und diese dritte Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_MWCE3_₁) für die erste QuantenALU QUALU1 bevorzugt in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.
• Der zweite Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 kann im Beispiel der 2 mit einem ersten Kernquantenpunkt CI2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die zweite horizontale Leitung LH2 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem zweiten horizontalen Strom IH2 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer vierten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_RWEC1_₂ für die zweite QuantenALU QUALU2 oder einer vierten Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz f_MWCE1_₂ für die zweite QuantenALU QUALU2 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese vierte Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_RWEC1-2 für die zweite QuantenALU QUALU2 und diese vierte Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_MWCE1-2) für die zweite QuantenALU QUALU2 bevorzugt in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.
• Der zweite Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 kann im Beispiel der 2 mit einem zweiten Kernquantenpunkt CI2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die zweite horizontale Leitung LH2 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem zweiten horizontalen Strom IH2 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer fünften Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 oder einer fünften Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz f_MWCE2_₂ für die zweite QuantenALU QUALU2 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese fünfte Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 und diese fünfte Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_{MWCE2_2}) für die zweite QuantenALU QUALU2 bevorzugt in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.
• Der zweite Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 kann im Beispiel der 2 mit einem dritten Kernquantenpunkt CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die zweite horizontale Leitung LH2 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem zweiten horizontalen Strom IH2 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer sechsten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 oder einer sechsten Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz f_MWCE3_₂ für die zweite QuantenALU QUALU2 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese sechste Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_RWEC3_₂ für die zweite QuantenALU QUALU2 und diese sechste Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_MWCE3_₂) für die zweite QuantenALU QUALU2 bevorzugt in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.
• Da die Reichweite der Kopplung der Quantenpunkte NV1, NV2 größer ist, können diese miteinander gekoppelt werden. Der zweite Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 kann in dem Beispiel der 2 mit dem ersten Quantenpunkt NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die die erste horizontale Leitung LH1 und die die zweite horizontale Leitung LH2 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem ersten horizontalen Strom IH1 und einem zweiten horizontalen Strom IH2 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer Elektronl-Elektron2-Mikrowellenresonanzfrequenz f_MWEE12 für die Kopplung des ersten Quantenpunkts NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 moduliert. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC misst diese Elektronl-Elektron2-Mikrowellenresonanzfrequenz f_MWEE12 für die Kopplung des ersten Quantenpunkts NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 bevorzugt in dem besagten Initialisierungsschritt einmalig durch eine weitere OMDR Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte werden in einem Speicher RAM, NVM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser Rechnerkern CPU abruft, wenn das entsprechende Elektron-Elektron-Quantenregister umfassend den ersten Quantenpunkt NV1 und den zweiten Quantenpunkt NV2 angesteuert werden soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.
• Figur 3
• 3 zeigt das Blockdiagramm eines beispielhaften Quantencomputers QC mit einem beispielhaften schematisch angedeuteten Drei-Bit-Quantenregister, das ggf. auch z.B. durch ein Drei-Bit-Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister (CECEQUREG) mit drei QuantenALUs ersetzt werden könnte. Eine Erweiterung auf ein n-Bit-Quantenregister ist dem Fachmann leicht möglich.
• Der Kern der beispielhaften Ansteuervorrichtung der 3 ist eine Steuervorrichtung µC die bevorzugt einen Rechnerkern CPU umfasst. Bevorzugt weist die Gesamtvorrichtung eine Magnetfeldkontrolle bevorzugt in Form einer ersten Magnetfeldsteuerung MFSx und einer zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy und einer dritten Magnetfeldsteuerung MFSz auf, die ihre Betriebsparameter bevorzugt von der besagten Steuervorrichtung µC erhält und bevorzugt Betriebsstatusdaten an diese Steuervorrichtung µC zurückgibt. Die Magnetfeldkontrolle MFSx, MFSy, MFSz ist bevorzugt ein mehrdimensionaler Regler, dessen Aufgabe es ist, ein externes magnetisches Feld durch aktive Gegenregelung zu kompensieren. Bevorzugt nutzt die Magnetfeldkontrolle MFSx, MFSy, MFSz hierfür einen oder mehrere Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSZ, die bevorzugt den magnetischen Fluss in dem Quantencomputer QC bevorzugt in der Nähe der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der nicht in der Figur zu besseren Übersicht eingezeichneten Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ erfasst. Bevorzugt handelt es sich bei den Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSZ um Quantensensoren. Hier sei beispielhaft auf die Anmeldungen DE 10 2018 127 394.0 , DE 10 2019 130 114.9 , DE 10 2019 120 076.8 und DE 10 2019 121 137.9 verwiesen. Mit Hilfe der Magnetfeldkontrollvorrichtung, beispielsweise in Form des ersten Magnetfelderzeugungsmittels MGx und des zweiten Magnetfelderzeugungsmittels MGy und des dritten Magnetfelderzeugungsmittels MGz und, regelt die Magnetfeldkontrolle MFSx, MFSy, MFSz die magnetische Flussdichte B in der Nähe der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der nicht in der Figur zu besseren Übersicht eingezeichneten Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ nach. Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, als Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSZ bevorzugt Quantensensoren zu verwenden verwendet, da dieser die höhere Genauigkeit aufweist, um das Magnetfeld ausreichend zu stabilisieren.
• Die Steuervorrichtung µC steuert bevorzugt über eine Kontrolleinheit A CBA die horizontalen und vertikalen Treiberstufen HD1, HD2, HD3 an, die bevorzugt die horizontalen Leitungen LH1, LH2, LH3 und vertikalen Leitungen LV1 mit den jeweiligen horizontalen und vertikalen Strömen bestromen und die richtigen Frequenzen und zeitlichen Burst-Dauern und Burst-Positionen bezogen auf einen zeitlichen Startpunkt t₀ erzeugen.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des ersten horizontalen Abschirmstromes ISH1 für die erste horizontale Abschirmleitung SH1 in der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 ein.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des zweiten horizontalen Abschirmstromes ISH2 für die zweite horizontale Abschirmleitung SH2 in der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 und in der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 ein.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des dritten horizontalen Abschirmstromes ISH3 für die dritte horizontale Abschirmleitung SH3 in der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 und in der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 ein.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des vierten horizontalen Abschirmstromes ISH4 für die vierte horizontale Abschirmleitung SH4 in der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 und in der vierten horizontalen Treiberstufe HD4, die aus Platzmangel nur angedeutet ist, ein.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des ersten horizontalen Stromes IH1 für die erste horizontale Leitung LH1 in der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 ein.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des zweiten horizontalen Stromes IH2 für die zweite horizontale Leitung LH2 in der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 ein.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des dritten horizontalen Stromes IH3 für die dritte horizontale Leitung LH3 in der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 ein.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des ersten vertikalen Abschirmstromes ISV1 für die erste vertikale Abschirmleitung SV1 in der ersten vertikalen Treiberstufe HV1 ein.
• Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des ersten vertikalen Stromes IV1 für die erste vertikale Leitung LV1 in der ersten vertikalen Treiberstufe VD1 ein.
• Synchronisiert durch die Kontrolleinheit A CBA speisen diese Treiberstufen VD1, HD1, HD2, HD3, HD4 ihren Strom in einem festen Phasenverhältnis bezogen auf einen gemeinsamen Synchronisationszeitpunkt in die Leitungen SV1, LV1, SV2, SH1, LH1, SH2, LH2, SH3, LH3, SH4 ein.
• Die folgenden Vorrichtungselemente des vorschlagsgemäßen Quantencomputers QC sind bei elektronischer Auslesung der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bzw. der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ notwendig.
• Eine Kontrolleinheit B CBB ist über den Steuerdatenbus SDB mit der Steuervorrichtung µC verbunden Die Steuervorrichtung konfiguriert die Eine Kontrolleinheit B CBB über den Steuerdatenbus SDB und stellt Betriebsparameter ein und liest Daten und Betriebszustände über den Steuerdatenbus SDB aus. Bevorzugt erfasst die Kontrolleinheit B CBB den jeweiligen Fotostrom, den die Empfängerstufen HS1, HS2, HS3, VS1 erfassen und stellt die Messdaten der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB zur Verfügung.
• Zuvor konfiguriert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB und typischerweise über die Kontrolleinheit B CBB eine erste horizontale Empfängerstufe HS1 in der Art, dass sie die von der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 eingespeisten Ströme auf der anderen Seite der Leitungen wieder entnimmt.
• Zuvor konfiguriert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB und typischerweise über die Kontrolleinheit B CBB eine zweite horizontale Empfängerstufe HS2 bevorzugt in der Art, dass sie die von der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 eingespeisten Ströme auf der anderen Seite der Leitungen wieder entnimmt.
• Zuvor konfiguriert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB und typischerweise über die Kontrolleinheit B CBB eine dritte horizontale Empfängerstufe HS3 in der Art, dass sie die von der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 eingespeisten Ströme auf der anderen Seite der Leitungen wieder entnimmt.
• Zuvor konfiguriert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB und typischerweise über die Kontrolleinheit B CBB eine erste vertikale Empfängerstufe VS1 in der Art, dass sie die von der ersten vertikalen Treiberstufe VD1 eingespeisten Ströme auf der anderen Seite der Leitungen wieder entnimmt.
• Des Weiteren weist das beispielhafte System der 3 eine Lichtquelle LD für Pumpstrahlung LB im Sinne dieser Schrift auf. Mittels eines Lichtquellentreibers LDRV kann die Steuervorrichtung µC die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit der Pumpstrahlung LB über das optische System OS bestrahlen. Bei Bestrahlung mit dieser Pumpstrahlung LB erzeigen die paramagnetischen Zentren der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Fotoelektronen, die durch die erste horizontale Empfängerstufe HS1 und/oder die zweite horizontale Empfängerstufe HS2 und/oder die dritte horizontale Empfängerstufe HS3 und/oder die erste vertikale Empfängerstufe VS1 durch Anlegen eines Extraktionsfeldes beispielsweise an die angeschlossenen Abschirmleitungen SH1, SH2, SH3, SH4, SV1, SV2 abgesaugt werden können.
• Der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) umfasst in dem Beispiel der 3 die Kontrolleinheit A CBA, die erste horizontale Treiberstufe HD1, die zweite horizontale Treiberstufe HD2, die dritte horizontale Treiberstufe HD2 und die erste vertikale Treiberstufe VD1.
• Darüber hinaus kann der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) auch so aufgefasst werden, dass er in dem Beispiel der 3 die Kontrolleinheit B CBB, die erste horizontale Empfängerstufe HS1, die zweite horizontale Empfängerstufe HS2, die dritte horizontale Empfängerstufe HS2 und die erste vertikale Empfängerstufe VS1 umfasst.
• Die Leitungen SV1, LV1, SV2, SH1, LH1, SH2, LH2, SH3, LH3, SH4 bilden in dem Beispiel der 3 die beispielhafte Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA.
• Figur 4
• 4 zeigt ein beispielhaftes Quantencomputersystem QUSYS mit einer beispielhaften zentralen Steuereinheit ZSE. Die beispielhafte zentrale Steuereinheit ZSE ist in diesem Beispiel über einen vorzugsweise bidirektionalen Datenbus, den externen Datenbus EXTDB, mit einer Vielzahl von Quantencomputern QC1 bis QC16 verbunden. Bevorzugt umfasst ein solches QuantenComputersystem QUSYS mehr als einen Quantencomputer QC1 bis QC16. In dem Beispiel der 4 umfasst jeder der Quantencomputer QC1 bis QC16 je eine Steuervorrichtung µC1 bis µC16. Bevorzugt umfasst das Quantencomputersystem QUSYS eine Ladevorrichtung LDV, die mit der Energie aus einer Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV eine Energiereserve BENG lädt und/oder eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie versorgt. Die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG versorgt ein oder mehrere Vorrichtungsteile des Quantencomputersystems QUSYS mit elektrischer Energie aus der Energiereserve BENG und/oder mit elektrischer Energie der Ladevorrichtung LDV. Bevorzugt versorgt die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG versorgt ein oder mehrere Vorrichtungsteile des Quantencomputersystems QUSYS mit elektrischer Energie aus der Energiereserve BENG, wenn ein Vorrichtungsteil des Quantencomputersystem QUSYS eine Quantenoperation zur Manipulation eines Quantenpunkts NV1, NV2, NV3 und/oder zur Manipulation eines Kernquantenpunkts Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ ausführt. In dem Beispiel der 4 sind beispielhaft 16 Quantencomputer QC1 bis QC16 über den externen Datenbus EXTDB mit der Zentralensteuereinrichtung ZSE verbunden. Bei dem externen Datenbus EXTDB kann es sich um ein beliebiges, geeignetes Datenübertragungssystem handeln. Es kann beispielsweise drahtgebunden, drahtlos, lichtwellenleitergebunden, optisch, akustisch, funkgestützt sein. Im Falle eines drahtgebundenen Systems kann der externe Datenbus EXTDB ganz oder in Teilabschnitten beispielsweise ein Eindrahtdatenbus, wie beispielsweise einen LIN-Bus oder ein Zweidrahtdatenbus, wie beispielsweise einen CAN-Datenbus sein. Der externe Datenbus EXTDB kann ganz oder in Teilabschnitten beispielsweise ein komplexerer Datenbus mit mehreren Leitern und/oder mehreren logischen Pegeln etc. handeln. Der externe Datenbus EXTDB kann ganz oder in Teilabschnitten beispielsweise ein Ethernet-Datenbus sein. Der externe Datenbus EXTDB kann ganz aus einer Art von Datenbus bestehen oder aus verschiedenen Datenübertragungstrecken unterschiedlicher Art zusammengesetzt sein. Der externe Datenbus EXTDB kann sternförmig wie in dem Beispiel der 4 angeordnet sein. Der externe Datenbus EXTDB kann ganz oder in Teilen auch beispielsweise wie in einer Daisy-Chain (https://de.wikipedia.org/wiki/Daisy_Chain) als Verkettung der Busknoten in Form der Quantencomputer QC1 bis QC16 ausgeführt sein, wobei dann bevorzugt jede der Steuervorrichtungen der betreffenden Quantencomputer dieses Teils des Quantencomputer-Systems QUSYS bevorzugt über mehr als eine Datenschnittstelle verfügen, um mehr als einen externe Datenbus EXTDB an den betreffenden Quantencomputer beispielsweise für eine solche Verkettung anschließen zu können. Es ist denkbar, dass dann einer oder mehrere Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 als Bus-Master und damit als zentrale Steuereinrichtungen ZSE für untergeordnete Teil-Netze des QuantencComputersystems QUSYS agieren.
• Es ist daher des Weiteren denkbar, dass es sich bei der zentralen Steuereinrichtung ZSE des Quanten-Computer-Systems QUSYS um die Steuervorrichtung µC eines Quantencomputers QC handelt bzw. dass die zentrale Steuervorrichtung ZSE des Quanten-Computer-Systems QUSYS ein Quanten-Computer QC mit einer Steuereinrichtung µC ist, wobei hier im Falle der 4 auf die „normalen“ Rechnereigenschaften der Steuervorrichtung µC abgehoben wird, die das Quanten-Computer-System QUSYS als zentrale Steuereinrichtung ZSE steuern. Aus der Perspektive der Quantencomputer QC1 bis QC16 entspricht die zentrale Steuereinrichtung ZSE einem externen Überwachungscomputer des Quantencomputersystems QUSYS.
• Das Datenübertragungsnetz des Quantencomputersystems QSYS kann ganz oder in Teilen einer linearen Kette von Busknoten in Form der Quantencomputer QC1 bis QC16 längs eines Teils des externen Datenbusses EXTDB oder längs des externen Datenbusses EXTDB entsprechen, die auch zu einem Ring (Stichwort Token-Ring) geschlossen sein.
• Das Datenübertragungsnetz des Quantencomputersystems QSYS kann ganz oder in Teilen einer Sternstruktur von Busknoten in Form der Quantencomputer QC1 bis QC16, die an einer oder mehreren Datenleitungen und/oder Datenübertragungsmedien angeschlossen sind. Eine Sternstruktur liegt z.B. bei Funkübertragung der Daten vor. Auch kann einer, mehrere oder alle Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 über eine Punkt-Zu-Punkt-Verbindung mit der zentralen Steuereinrichtung ZSE verbunden sein. In dem Fall muss die zentrale Steuereinrichtung ZSE für jede Punkt-zu-Punkt-Verbindung über eine separate Datenschnittstelle verfügen.
• Das Datenübertragungsnetz des Quantencomputersystems QSYS kann als Baumstruktur angelegt sein, wobei einzelne Quantencomputer beispielsweise über mehr als eine Datenbusschnittstelle verfügen und als Bus-Master, also zentrale Steuereinrichtung ZSE für Sub-Netz des Datenübertragungsnetzes aus Datenbussen und Quantencomputern dienen können.
• Das Quantencomputersystem QUSYS kann somit hierarchisch strukturiert sein, wobei die Steuervorrichtungen µC einzelner Quantencomputer Zentrale Steuereinrichtung ZSE von Unterquantencomputersystemen sind. Die Unterquantencomputersysteme sind dabei selbst Quantencomputersysteme QUSYS. Die zentrale Steuereinrichtung ZSE des Unterquantencomputersystems ist dabei bevorzugt selbst ein Quantencomputer, der bevorzugt selbst wieder Teil eines übergeordneten Quantencomputersystems QUSYS ist.
• Durch diese Hierarchisierung können unterschiedliche Berechnungen in unterschiedlichen Unterquantencomputersystemen parallel bearbeitet werden, wobei die Anzahl der verwendeten Quantencomputer je nach Aufgabe anders gewählt wird.
• Bevorzugt umfasst somit das Quantencomputersystem QUSYS mehrere miteinander gekoppelte Rechnereinheiten. Bei den Rechnereinheiten handelt es sich typischerweise um Rechnerkerne CPU der Steuervorrichtungen µC der Quantencomputer QC1 bis QC16. Eine solche Rechnereinheit kann eine Programm der künstlichen Intelligenz verwenden, die mit den Quantencomputern und/oder den Quantenregistern und/oder den Quantenbits gekoppelt werden kann. Dabei kann sowohl die Eingabe in das Programm der künstlichen Intelligenz von dem Zustand der Quantenpunkte dieser Komponenten des Quantencomputersystems abhängen, als auch die Ansteuerung der Quantenbits und Quantenpunkte dieser Komponenten des Quantencomputersystems von den Ergebnissen des Programms der künstlichen Intelligenz abhängen. Das Programm der künstlichen Intelligenz kann sowohl in der die zentrale Steuereinrichtung ZSE als auch in den Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 der Quantencomputer QC1 bis QC16 ausgeführt werden. Hierbei können auch nur Teile des Programms der künstlichen Intelligenz in der die zentrale Steuereinrichtung ZSE ausgeführt werden, während andere Teile des Programms der künstlichen Intelligenz in der Steuervorrichtungen µC von Quantencomputern innerhalb des Quantencomputersystems ausgeführt werden. Auch können hierbei auch nur Teile des Programms der künstlichen Intelligenz in einer der Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 der Quantencomputer QC1 bis QC16 ausgeführt werden, während andere Teile des Programms der künstlichen Intelligenz in anderen Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 anderer Quantencomputer QC1 bis QC16 innerhalb des Quantencomputersystems QUSYS ausgeführt werden. Dies Abarbeitung eines Programms der künstlichen Intelligenz kann also über das Quantencomputersystem QUSYS verteilt sein oder in einer Steuervorrichtung der Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 der Quantencomputer QC1 bis QC16 konzentriert erfolgen. Dabei wirkt das Programm der künstlichen Intelligenz mit Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 der Quantencomputer QC1 bis QC16 zusammen. Die Steuervorrichtung kann also in Wirklichkeit auch ein System aus Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 sein. Eine Steuervorrichtung kann eine beispielsweise somit die zentrale Steuereinrichtung ZSE eines Quantencomputersystems QSYS mit einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder eine oder mehrere Steuervorrichtungen µC eines oder mehrerer Quantencomputers QC1 bis QC16 mit jeweils einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 umfassen. Komplexere Topologien mit weiteren zwischengeschalteten Rechnerknoten und Datenbusverzweigungen sind denkbar. Die Steuervorrichtung, die wie beschrieben auch ein Verbund von Steuervorrichtung sein kann, führt ein Programm der künstlichen Intelligenz aus. Ein solche Programm der künstlichen Intelligenz kann beispielsweise ein neuronales Netzwerkmodell mit neuronalen Netzwerkknoten sein.
• Beispielsweise können eine oder mehrere der Steuervorrichtung der Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 der Quantencomputer QC1 bis QC16 und/oder die zentrale Steuereinheit ZSE ein Verfahren des maschinellen Lernens ausführen. Die hier vorgelegte Schrift verweist hierzu beispielhaft auf Akinori Tanaka, Akio Tomiya, Koji Hashimoto, „Deep Learning and Physics (Mathematical Physics Studies)“ 21. Februar 2021, Herausgeber: Springer; Ist ed. 2021 Edition, ISBN-10: 9813361077, ISBN-13: 978-9813361072 und Ovidiu Calin, „Deep Learning Architectures: A Mathematical Approach (Springer Series in the Data Sciences)“, Springer; 1st ed. 2020 Edition (14. Februar 2021), ISBN-10: 3030367231, ISBN-13: 978-3030367237. Die in diesen Schriften erläuterten Verfahren sind Teil der Offenlegung der hier vorgelegten Schrift, sofern ein Quantencomputer QC, wie ihn die hier vorgestellte Schrift darlegt, ausführt. Eine der häufigsten Techniken in der künstlichen Intelligenz, die ein vorschlagsgemäßer Quantencomputer QC und/der ein vorschlagsgemäßes Quantencomputersystem QUSYS ausführen können, ist maschinelles Lernen. Maschinelles Lernen ist ein selbstadaptiver Algorithmus, den ein vorschlagsgemäßer Quantencomputer QC und/der ein vorschlagsgemäßes Quantencomputersystem QUSYS ausführen können. Das sogenannte Deep Learning, das ein vorschlagsgemäßer Quantencomputer QC und/der ein vorschlagsgemäßes Quantencomputersystem QUSYS ausführen können, ist typischerweise eine Teilmenge des maschinellen Lernens. Ein vorschlagsgemäßer Quantencomputer QC und/der ein vorschlagsgemäßes Quantencomputersystem QUSYS nutzen beim maschinellen Lernen eine Reihe hierarchischer Schichten bzw. eine Hierarchie von Konzepten, um den Prozess des maschinellen Lernens durchzuführen. Vorzugsweise verwenden der vorschlagsgemäßer Quantencomputer QC bzw. das vorschlagsgemäße Quantencomputersystem QUSYS ein Modell künstlicher neuronaler Netze, die virtuell wie das menschliche Gehirn organisiert und konstruiert sind. Die virtuellen Neuronen des neuronalen Netzwerksmodells, das der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC bzw. das vorschlagsgemäße Quantencomputersystem QUSYS ausführt, sind bevorzugt virtuell wie ein Netz miteinander verbunden. Die erste virtuelle Schicht des neuronalen Netzes, der sichtbaren Eingangsschicht, verarbeitet eine Rohdateneingabe, wie beispielsweise die einzelnen Pixel eines Bildes. Die Dateneingabe enthält Variablen, die der Beobachtung zugänglich sind, daher „sichtbare Schicht“. Diese erste virtuelle Schicht des neuronalen Netzwerkmodells leitet ihre Ausgaben an die nächste virtuelle Schicht des Netzwerkmodells bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den vorschlagsgemäßen Quantencomputer QC bzw.durch das vorschlagsgemäße Quantencomputersystem QUSYS weiter. Diese zweite virtuelle Schicht verarbeitet die Informationen der vorherigen virtuellen Schicht und gibt das Ergebnis ebenfalls bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den vorschlagsgemäßen Quantencomputer QC bzw.durch das vorschlagsgemäße Quantencomputersystem QUSYS weiter. Die nächste dritte virtuelle Schicht des neuronalen Netzwerkmodells nimmt die Informationen der zweiten virtuellen Schicht bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den vorschlagsgemäßen Quantencomputer QC bzw.durch das vorschlagsgemäße Quantencomputersystem QUSYS entgegen. Die dritte virtuelle Schicht des neuronalen Netzwerkmodells verarbeitet diese Informationen bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den vorschlagsgemäßen Quantencomputer QC bzw.durch das vorschlagsgemäße Quantencomputersystem QUSYS weiter. Diese Schichten werden als versteckte Ebenen (englisch hidden layers) bezeichnet. Die in ihnen enthaltenen Merkmale werden zunehmend abstrakt. Ihre Werte sind nicht in den Ursprungsdaten angegeben. Stattdessen sollte bevorzugt das neuronale Netzwerkmodell bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den vorschlagsgemäßen Quantencomputer QC bzw. durch das vorschlagsgemäße Quantencomputersystem QUSYS bestimmen, welche Konzepte für die Erklärung der Beziehungen in den beobachteten Daten nützlich sind. Dies geht nun über alle virtuellen Ebenen des künstlichen neuronalen Netzwerkmodells so weiter. Das Ergebnis wird in der sichtbaren letzten virtuellen Schicht bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den vorschlagsgemäßen Quantencomputer QC bzw.durch das vorschlagsgemäße Quantencomputersystem QUSYS ausgegeben. Dies unterteilt die gewünschte komplizierte Datenverarbeitung in eine Reihe von verschachtelten einfachen Zuordnungen, die eine jeweils andere Schicht des neuronalen Netzwerkmodells beschreibt.
• Das neuronale Netzwerkmodell verwendet dabei typischerweise ein oder mehrere Eingangswerte und/oder ein oder mehrere Eingangssignale. Das neuronale Netzwerkmodell, liefert typischerweise ein oder mehrere Ausgangswerte und/oder ein oder mehrere Ausgangssignale. Es wird hier nun vorgeschlagen das Programm der künstlichen Intelligenz durch ein Programm zu ergänzen, das eine oder mehrere der oben erwähnten Quantenoperationen auf einem oder mehreren Quantencomputern der Quantencomputer QC1 bis QC16 ausführt. Diese Kopplung KANN BEISPIELSWEISE IN DER EINEN Richtung dadurch geschehen, dass die Ansteuerung eines oder mehrere Quantenpunkte QC1 bis QC16. insbesondere mittels horizontaler Leitungen LH1, LH2, LH3 und/oder vertikaler Leitungen LV1, von einem oder mehreren Ausgangswerten und/oder einem oder mehreren Ausgangssignalen des neuronalen Netzwerkmodells abhängt. In der anderen Richtung werden zu einem Zeitpunkt Zustände eines oder mehrerer Quantenpunkte ausgelesen und in dem Programm der künstlichen Intelligenz, in diesem Beispiel dem neuronalen Netzwerkmodell, als Eingabe verwendet. Der Wert eines oder mehrerer Eingangswerte und/oder eines oder mehrerer Eingangssignale des Programms der künstlichen Intelligenz, hier des neuronalen Netzwerkmodells, hängt dann von dem Zustand eines oder mehrerer der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder einem oder mehreren Kernquantenpunkten Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, CI33 ab.
• Figur 5
• 5 zeigt den Aufbau eines beispielhaften Software-Stacks 1, wie er in Form von Informationen bevorzugter Inhalt des Speichers RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC ist.
• Ein Anwendungsprogramm 2 des vorgeschlagenen Quantencomputers QC umfasst typischerweise hybride quantentechnologisch/klassische Programme und Software 3.
• Die hybriden quantentechnologischen/klassischen Programme und die Software 3 umfassen typischerweise klassische Algorithmen 4. Diese klassische Algorithmen 4 befinden sich typischerweise in Form von klassischen Programmen und Software 5 in den Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC. Diese Programme und Software 5 in den Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC liegt dort typischerweise in Form binärer Kodes vor, die die klassischen Hardwarebefehle kodieren, die die klassische Computerhardware 6, insbesondere in von Neumann- oder Harvard-Architektur, dann ausführt. Bei der klassischen Computerhardware 6, insbesondere in von Neumann- oder Harvard-Architektur, handelt es sich bevorzugt um den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Die klassischen Programme und Software 5 können z.B. neben anderen Software-Bestandteilen, die zur Lösung des Problems des Anwendungsprogramms 2 von der Steuervorrichtung µC benötigt werden, beispielsweise ein Kryptografieprogramm 25 umfassen, das die Steuervorrichtung µC für die Kommunikation und zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von Daten, die der Quantencomputer QC und/oder die Steuervorrichtung µC über die die Datenschnittstelle DBIF erhalten oder senden, und/oder zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von anderen Daten des Quantencomputers QC verwendet. Bevorzugt handelt es sich bei dem Verfahren, das die Steuervorrichtung bei Ausführung des Kryptografieprogramms 25 verwendet, um ein PQC-sicheres Kryptografieverfahren. Die binärkodierten klassischen Befehle des Kryptografieprogramms 25 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind bevorzugt Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Bevorzugt führt die Steuervorrichtung zur Datenkommunikation mit anderen Quantencomputern QC1 bis QC16 und/oder anderen Rechnersystemen, z.B. einer zentralen Steuereinheit ZSE, ein Datenschnittstellenprogramm 28 zur Steuerung und Kontrolle einer oder mehrerer Datenschnittstellen DBIF aus. Die binärkodierten klassischen Befehle des Datenschnittstellenprogramms 28 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind bevorzugt Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Die klassischen Programme und Software 5 können z.B. neben anderen Software-Bestandteilen, die zur Lösung des Problems des Anwendungsprogramms 2 von der Steuervorrichtung µC benötigt werden, beispielsweise ein Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 umfassen, das die Steuervorrichtung µC für die Lagebeurteilung des Gesamtzustands des Fahrzeugs und/oder der Umgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Messwerten verwendet. Die binärkodierten klassischen Befehle des Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind bevorzugt Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Beispielswese kann das Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 den Aufruf eines Datenschnittstellenprogramms 28 zur Steuerung und Kontrolle einer oder mehrerer Datenschnittstellen DBIF umfassen. Die binärkodierten klassischen Befehle des Datenschnittstellenprogramms 28 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind bevorzugt Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Beispielswese kann das Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 den Aufruf in oder mehrere Messwerterfassungsprogramme 26 zur Abfrage der Messwerte und zur Steuerung und zur Kontrolle der zugehörigen Messsysteme und/oder Sensoren SENS umfassen. Wobei der Quantencomputer QC die Sensordaten der Sensoren SENS auswertet. Typischerweise hängen zumindest zeitweise Zustände von einem oder mehreren Quantenpunkten (NV1, NV2) von den Werten der Sensordaten der Sensoren SENS direkt oder indirekt, insbesondere nach Aufbereitung durch den Rechnerkern CPU oder eine andere Datenverarbeitungsanlage, ab. Die binärkodierten klassischen Befehle des Messwerterfassungsprogramme 26 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind bevorzugt Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Die hybriden quantentechnologischen/klassischen Programme und die Software 3 umfassen typischerweise quantentechnologische Algorithmen 7. Quantentechnologische Algorithmen 7 sind typischerweise dadurch gekennzeichnet, dass sie den Quantenzustand zumindest Zustand eines oder mehrerer der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder den Quantenzustand eines oder mehrerer Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ ändert und/oder manipuliert und/oder ausliest.
• Die quantentechnologischen Algorithmen 7 umfassen bevorzugt abstrakte Quantengatter-Modelle 8. Bevorzugt liegen diese Quantengatter-Modelle 8. Innerhalb der quantentechnologischen Algorithmen 7 als binäre kodierte quantentechnologische Befehle vor. Die binärkodierten quantentechnologischen Befehle quantentechnologischen Algorithmen 7 kodieren die Ausführungsbefehle Quantenoperationen und Quanten-Gatter entsprechend den Quantengatter-Modellen 8. Diese binäre kodierte quantentechnologische Befehle sind bevorzugt Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Bevorzugt umfassen die Informationen im Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC klassische Befehle und Kommandos für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC, die die Programmdaten eines Transcompilers 9 mit einer Optimierer- und Quantenfehlerkorrekturfunktion sind. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC führt typischerweise diesen Transcompiler 9 aus. Durch das Ausführen des Transcompilers 9 identifiziert die Steuervorrichtung µC die binären kodierten quantentechnologischen Befehle des aktuell bearbeiteten quantentechnologischen Algorithmus 7 und ordnet diesen die entsprechenden Quantengatter-Modelle 8 zu. In Anhängigkeit von dem identifizierten Quantengatter-Modell 8 für ein Quanten-Gatter führt die Steuervorrichtung dann ggf. ein oder mehrere Kontrollprogramme der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22,23) aus. Bevorzugt führt der Quantencomputer QC die Kontrollprogramme der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22,23) zeitlich synchronisiert aus. Aus diesem Grund programmiert bevorzugt die Steuervorrichtung _µC die die Mittel (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum Beeinflussen und / oder Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und Kernquantenpunkte (Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃) und signalisiert dann allen Mitteln (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum Beeinflussen und / oder Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und Kernquantenpunkte (Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3s) den Start der Durchführung einer Quantengatter-Operation in Form eines Quantengatters, sodass diese die Mittel (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum Beeinflussen und / oder Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und Kernquantenpunkte (C11₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, C13₃) das entsprechende Quantengatter bevorzugt autonom ausführen. Bevorzugt optimiert der Steuerrechner µC des Quantencomputers QC die Ausführung des quantentechnologischen Algorithmus 7 und die Ausführung des entsprechenden Quantengatter-Modells 8. Typischerweise führt der Steuerrechner µC des Quantencomputers QC eine Fehlerkorrektur ggf. erhaltener Quantencomputerberechnungsergebnisse in diesem Zusammenhang mittel Unterprogrammen des Transcompilers 9 durch. Die binären, typischerweise klassischen binären Befehlscodes des Transcompilers 9 sind typischerweise Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört typischerweise ein Kontrollprogramm 12 für die Kontrolle und Steuerung des einen oder der mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes mittels einer oder mehrerer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA, insbesondere vertikaler Leitungen LV1, LV2 oder horizontaler Leitungen LH1 am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, zum Einwirken auf die Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC.
• Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört typischerweise ein SPc Laser-Kontrollprogramm 13 für die Kontrolle und Steuerung des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und damit der Lichtquelle LD für die Erzeugung von Lichtpulsen mittels des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und der Lichtquelle LD.
• Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört typischerweise ein Kontrollprogramm 14 zur Steuerung des Auslesens der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC mittels der Steuervorrichtung µC. Bevorzugt handelt es sich um ein Kontrollprogramm 14 für die Ansteuerung die Kontrolle und das Auslesen von Werten der Mittel PD, V zum optischen Auslesen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC durch die Steuervorrichtung µC und/oder um ein Kontrollprogramm 14 für die Ansteuerung die Kontrolle und das Auslesen von Werten der Mittel zum elektrischen Auslesen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC.
• Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört typischerweise ein Kontrollprogramm 15 zur Erfassung der magnetischen Flussdichte B im Bereich der der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC mittels Magnetfeldsensoren MSx für die magnetische Flussdichte B_x in Richtung der X-Achse und/oder mittels Magnetfeldsensoren MSy für die magnetische Flussdichte B_y in Richtung der Y-Achse und/oder mittels Magnetfeldsensoren MSz für die magnetische Flussdichte B_z in Richtung der Z-Achse und/oder zur Steuerung und Kontrolle von Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und/oder zur Steuerung und Kontrolle von Magnetfelderzeugungsmitteln MGx, MGy, MGz.
• Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört typischerweise ein Kontrollprogramm 16 zur Steuerung des optischen Systems OS um das Einstrahlen des Laser-Strahls LB in das Substrat D bei Bedarf zu optimieren. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Einstellung des Fokus und/oder die Einstellung von Blenden handeln.
• Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört typischerweise ein Kontrollprogramm 17 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Kontrolle und Einstellung von DC-Strompegeln und/oder DC-Spannungspegeln zu Beeinflussung von bestimmten Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder bestimmten Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC in der Art, dass sie ggf. nicht an einer Hardware-Operation teilnehmen oder an einer Hardware-Operation teilnehmen.
• Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört typischerweise ein Positionskontrollprogramm 22 zur Kontrolle und Steuerung einer Positioniervorrichtung XT, YT zur Positionierung und ggf. Ausrichtung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS.
• Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört typischerweise ein Temperaturkontrollprogramm 23 zur Kontrolle einer oder mehrerer Kühlvorrichtungen KV und/oder einer oder mehrerer Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS.
• Die binären, typischerweise klassischen binären Befehlscodes der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 sind typischerweise Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.
• Der Software-Stack im Sinne des hier vorgelegten Dokuments umfasst also einen Hardware-Teil 20 des Software-Stacks 1 und einen Software-Teil 19 des Software-Stacks 1. Unter anderem in den Mittel (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum elektrischen und/oder optischen Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und Kernquantenpunkte (Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃) und den Mitteln (XT, YT) zur Ausrichtung und Positionierung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS und in den Mitteln (ST,KV, HeCLCS) zur Erfassung, Einstellung und Regelung der Temperatur überschneiden sich der Hardware-Teil 20 des Software-Stacks 1 und einen Software-Teil 19 des Software-Stacks 1.
• Darüber hinaus umfasst der Software-Stack 1 im Sinne des hier vorgelegten Dokuments weitere beispielhafte Hardware Teile (DBIF, Fahrzeugfunktionen, SENS) des Quantencomputers QC und weitere zugehörige Software Teile (4, 5, 25 ,27, 28, 24, 26) Software-Teils 19 des Software-Stacks 1.
• Die quantentechnologische Algorithmen 7, die abstrakten Quantengatter-Modelle 8 und der Transcompiler 9 mit Optimierer und Quantenfehlerkorrektur sind bevorzugt typische quantentechnologische Bestanteile des Software-Teils 19 des Software-Stacks 1.
• Die Anwendungsprogramme 2 und die hybride quantentechnologisch/klassische Programme und Software 3 sind typischerweise hybride Bestandteile des Software-Stacks 1.
• Figur 6
• 6 zeigt ein Flugzeug FZ mit mehreren verlegbaren Quantencomputern QC1, QC2. In dem Beispiel der 6 weist das beispielhafte Flugzeug FZ einen ersten Quantencomputer QC1 und einen zweiten Quantencomputer QC2 und eine zentrale Steuereinheit ZSE auf, die mit den beispielhaft zwei Quantencomputern QC1, QC2 über einen externen Datenbus EXTDB verbunden ist. Der externe Datenbus EXTDB ist der bevorzugt Teil des vorschlagsgemäßen Flugzeugs FZ. Die verlegbaren Quantencomputer QC1, QC2 nehmen in dem vorschlagsgemäßen Flugzeug FZ bevorzugt die Lösung NP-harter Probleme wahr.
• Nähere Informationen zu NP-harten Problemen finden sich beispielsweise unter
• • https://de.wikipedia.org/wiki/NP_(Komplexit%C3%A4tsklasse) und
• • https://en.wikipedia.org/wiki/NP-hardness
• Solche Probleme können beispielsweise die Anordnung bestimmter Lasten im Frachtraum oder Optimierungsprobleme, wie z.B. die optimale Reiseroute betreffen. Es ist auch denkbar, dass die verlegbaren Quantencomputer QC1, QC2 in dem Flugzeug FZ Aufgaben der künstlichen Intelligenz durchführen oder unterstützen. Bevorzugt sind die verlegbaren Quantencomputer QC1, QC2 über den externen Datenbus EXTDB mit der zentralen Steuereinrichtung ZSE verbunden, die typischerweise ein anderes Steuergerät des Flugzeugs FZ ist. Beispielsweise kann die zentrale Steuereinrichtung ZSE ein Rechnersystem im Cockpit des Flugzeugs FZ oder in einem Serverraum des Flugzeugs FZ sein. Das vorschlagsgemäße Flugzeug FZ umfasst somit bevorzugt ein Quantencomputersystem QUSYS mit mindestens einem Quantencomputer QC1, QC2.
• Die Quantencomputer QC1, QC2 können auch die Piloten und die übrigen Rechnersysteme des Flugzeugs FZ unterstützen. Beispielsweise können die Quantencomputer QC1, QC2 des Flugzeugs FZ das Fluglageregelungssystem FLR und/oder das Navigationssystem und den Autopiloten NAV unterstützen oder deren Funktion ganz oder teilweise übernehmen. Natürlich sind die Funktionen eines Quantencomputers QC auf diese Funktionen eines Flugzeugs FZ nicht beschränkt.
• Beispielsweise kommen in Frage:
• Airborne Weather Radar
• Die Auswertung des Airborne Weather Radars: Das Wetterradar ist meist im Bug hinter einem Radom, einer geschlossenen Schutzhülle (radar nose), des Flugzeugs FZ eingebaut. Es ermittelt das Wetter in der Umgebung. Das Wetterradar kann Daten über den externen Datenbus EXTDB an einen oder mehrerer Quantencomputer QC1, QC2 übertragen. Die Quantencomputer QC1, QC2 können dann die Daten des Wetterradars auswerten. Bevorzugt erhalten die Quantencomputer QC1, QC2 weitere Datenbeispielsweise über Funkschnittstellen des Flugzeugs FZ von anderen Stellen, wie beispielsweise Wetterdiensten, Zentralen der Fluggesellschaften, Flugzeugherstellern etc. Typische NP vollständige Probleme, die besonders gut mit Quantencomputern QC in diesem Zusammenhang lösbar sind, sind die Bewertung der Wetterdaten und die Optimierung der Flugstrecke hinsichtlich Gefährdung Flugzeit, Kosten, etc. Die Quantencomputer QC1, QC2 kann diese Berechnungen NPvollständiger Probleme durchführen und die Piloten frühzeitig vor gefährlichen Wetterphänomenen warnen und Optimierungsvorschläge unterbreiten. Ggf. können konventionelle Rechnersysteme des Flugzeugs die Ergebnisses der Quantencomputerprogramme, die auf den Quantencomputern QC1, QC2 ausgeführt wurden auf konventionelle Weise noch einmal verifizieren, da dann ja keine Optimierungssuche mehr notwendig ist, und den Piloten die Richtigkeit der Quantencomputerberechnung bestätigen. Die hier vorgelegte Schrift verweist hier beispielhaft auf 10.
• ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitoring) oder EICAS (Engine Indication and Crew Alerting System)
• Als weitere Anwendung kommt beispielsweise eine Unterstützung des ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitoring) durch die Quantencomputer QC1, QC2 des Quantencomputersystems QUSYS des Flugzeugs in Frage. Dieses elektronische System zeigt in dem Flugzeug bevorzugt die wichtigsten Triebwerksparameter an und überprüft sämtliche Flugzeugsysteme, etwa für Kraftstoff und Hydraulik. Es meldet Fehler und gibt Hinweise, wie das Problem zu beheben ist. Dieses elektronische System zeigt in dem Flugzeug FZ typischerweise die wichtigsten Triebwerksparameter an und überprüft sämtliche Flugzeugsysteme, etwa für Kraftstoff und Hydraulik. Es meldet vermutete oder erkannte Fehler und gibt Hinweise, wie das Problem zu beheben ist. Hierzu können die Quantencomputer QC1, QC2 Quantencomputerberechnungen durchführen um die Wahrscheinlichkeiten kritischer Kombinationen von Flugzeug- und Umweltparametern erkennen zu können und Maßnahmen, Maßnahmenabfolgen und Flugstrecken etc. so zu ermitteln, dass die Wahrscheinlichkeit kritischer Situationen bei maximaler Effektivität minimiert wird.
• TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System)
• Das TCAS ist ein bordeigenes Frühwarnsystem des vorschlagsgemäßen Flugzeugs FZ zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen in der Luft. Sind zwei Flugzeuge auf Kollisionskurs, empfiehlt es den beiden Piloten ein geeignetes Ausweichmanöver, um einen drohenden Zusammenstoß abzuwenden. Die Quantencomputer QC1, QC2 können beispielsweise unter Berücksichtigung der Wetterlage etc. Ausweichkurse vorschlagen, die zum Ersten eine minimale Kollisionswahrscheinlichkeit haben und zum anderen auch hinsichtlich der Wetterbedingungen optimal sind.
• Figur 7
• Figur 7a
• 7a zeigt ein anderes Einsatzbeispiel des vorschlagsgemäßen verlegbaren Quantencomputers QC in einem Flugzeug FZ. In dem Beispiel der 7a handelt es sich um ein militärisches Flugzeug FZ. Ein militärisches Flugzeug kann beispielsweise ein Abfangjäger der ein Langstreckenbomber oder ein allgemeines Kampfflugzeug oder ein Hubschrauber oder dergleichen sein.
• Es kann sich auch um eine Drohne oder dergleichen handeln.
• In dem Beispiel der 7a umfasst das Kampfflugzeug einen Quantencomputer QC. Der Quantencomputer QC kann beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Flugzeugs FZ das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Flugzeugs und entlang der Route zum Ziel, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route zum Ziel bearbeiten. Der Quantencomputer QC ist in dem Beispiel der 7 über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb des Flugzeugs FZ mit der zentralen Steuereinheit ZSE verbunden. Der Quantencomputer QC entspricht bevorzugt einem Quantencomputer QC der 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.
• In dem Beispiel der 7a ist das beispielhafte Kampfflugzeug FZ mit einer ersten Rakete RKT und einer zweiten Rakete RKT bewaffnet. Statt der Bewaffnung mit Raketen RKT und/oder zusätzlich zur Bewaffnung mit Raketen ist auch die Bewaffnung mit anderen Waffen wie Maschinenkanonen, Störsendern, Aufklärungsvorrichtungen etc. denkbar. Insofern sind die Raketen nur Beispiele für zusätzliches Equipment, das als Zuladung durch das Kampfflugzeug FZ transportiert werden kann. Insofern ist das Flugzeug FZ nur ein Beispiel für ein Fahrzeug im weitesten Sinne.
• In dem Beispiel der 7a verfügt das Fahrzeug in Form des Flugzeugs FZ über ein Quantencomputersysteme QUSYS ähnlich der 4 mit einer oder mehreren zentralen Steuervorrichtungen ZSE, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB mit einem oder mehreren Quantencomputern QC verbunden sind.
• In dem Beispiel der 7a verfügt die Zuladung in der beispielhaften Form von zwei Raketen RKT jeweils über eigene Quantencomputersysteme QUSYS ähnlich der 4 mit einer oder mehreren zentralen Steuervorrichtungen ZSE der jeweiligen Zuladung, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB der jeweiligen Zuladung mit einem oder mehreren Quantencomputern QC der jeweiligen Zuladung verbunden sind. In dem Beispiel der 7a verfügt jede der beiden beispielhaften Raketen RKT jeweils über ein jeweiliges eigenes Quantencomputersystem QUSYS der jeweiligen Rakete RKT ähnlich der 4 mit einer oder mehreren jeweiligen zentralen Steuervorrichtungen ZSE der jeweiligen Rakete RKT, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB der jeweiligen Rakete RKT mit einem oder mehreren Quantencomputern QC der jeweiligen Rakete RKT verbunden sind.
• Das Kampfflugzeug FZ verfügt somit in dem dargestellten Zustand über mehrere Quantencomputersysteme QUSYS. Ein erstes Quantencomputersystem QUSYS umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE des Kampflugzeugs FZ und zumindest einen externen Datenbus EXTDB des Kampfflugzeugs FZ und zumindest einen Quantencomputer QC des Kampfflugzeugs FZ. Ein beispielhaftes zweites Quantencomputersystem QUSYS umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der ersten beispielhaften Rakete RKT und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der ersten beispielhaften Rakete RKT und zumindest einen Quantencomputer QC der ersten beispielhaften Rakete RKT. Ein beispielhaftes drittes Quantencomputersystem QUSYS umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der zweiten beispielhaften Rakete RKT und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der zweiten beispielhaften Rakete RKT und zumindest einen Quantencomputer QC der zweiten beispielhaften Rakete RKT.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, dass ein externer Datenbus EXTDB das erste Quantencomputersystem mit dem zweiten und dritten Quantencomputersystem verbindet, solange die Zuladungen mit dem Flugzeug FZ verbunden sind.
• Nach dem Abfeuern der Raketen RKT, wenn sich also das Flugzeug FZ von seiner Zuladung in Form der Raketen RKT trennt, trennt eine Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV das Quantencomputersystem QUSYS der abgetrennten Zuladung, hier der abgefeuerten Rakete RKT, von dem Quantencomputersystem QUSYS des Flugzeugs FZ. Das Fahrzeug ist hier beispielhaft ein Flugzeug FZ. Es kann sich bei einem Fahrzeug im Sinne der hier vorgelegten Schrift aber auch um ein Kraftfahrzeug, ein Zweirad, ein Dreirad oder einen Lastwagen, ein Nutzfahrzeug, einen Roboter, ein Transportfahrzeug, einen Drohne, eine Roboterdrohne, einen Flugkörper, einen Schwimmkörper, einen Tauchkörper, ein Schiff, ein U-Boot, eine See-Mine, eine Landmine, eine Rakete, ein Geschoss, einen Satelliten, eine Raumstation, einen Anhänger, einen Schleppkahn, einen Container, insbesondere einen See-Container oder dergleichen handeln. Die Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV trennt bevorzugt einen externen Datenbus EXTDB, der beispielsweise ein erstes Quantencomputersystem QUSYS mit einem zweiten Quantencomputersystem QUSYS verbindet im Bedarfsfall auf, sodass das Quantencomputersystem QUSYS, das zuvor das erste und das zweite Quantencomputersystem QUSYS umfasste, durch die Auftrennung mittels der Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV in zwei separate Quantencomputersysteme QUSYS zerfällt. Die Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV kann aber auch umgekehrt ein zuvor separates erstes Quantencomputersystem QUSYS mit einem zuvor separaten zweiten Quantencomputersystem QUSYS beispielsweise über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB verbinden und im Bedarfsfall koppeln, sodass ein neues, vergrößertes Quantencomputersystem QUSYS entsteht, das anschließend das erste und das zweite Quantencomputersystem QUSYS umfasst durch die Verbindung dieser beiden Quantencomputersysteme über Quantencomputersystemtrennvorrichtung zu einem Quantencomputersystem QUSYS verschmilzt. In einem solchen neuen Quantencomputersystem QUSYS aus mindesten zwei zuvor separaten Quantencomputersystemen QUSYS ist die zentrale Steuereinheit ZSE des Quantencomputersystems QUSYS des Fahrzeugs, hier des Kampfflugzeugs FZ, bevorzugt höher priorisiert als die zentrale Steuereinheit ZSE des Quantencomputersystems QUSYS der Zuladung, hier der Rakete RKT. Diese Verschmelzung ist besonders Vorteilhaft während des Ladevorgangs bei dem die Zuladung mit dem Fahrzeug verbunden wird.
• Nach der Trennung der Zuladung von dem Fahrzeug kann das Quantencomputersystem QUSYS der Zuladung bevorzugt autonom agieren. In dem Beispiel der 7a bedeutet dies, dass nach der Trennung der Raketen RKT als beispielhafter Zuladung von dem Kampfflugzeug FZ als beispielhaftem Fahrzeug das Quantencomputersystem QUSYS der Rakete RKT bevorzugt autonom agieren kann. Es ist jedoch denkbar, dass das Quantencomputersystem QUSYS der Zuladung, hier in Form einer Rakete RKT, nach der Trennung von dem Fahrzeug, hier in Form des Kampfflugzeugs FZ, über eine drahtlose oder drahtgebundene oder über einen Lichtwellenleiter oder eine funktionsäquivalente Datenübertragungsstrecke mit dem Quantencomputersystem QUSYS des Fahrzeugs, hier des Kampfflugzeugs FZ, verbunden bleibt. Im Extremfall ist es denkbar, dass beispielsweise jeder der Quantencomputer QC1 bis QC16 der 4 der Quantencomputer QC eines einzelnen Fahrzeugs ist, die über eine Funkverbindungsstrecke als externen Datenbus EXTDB mit einer zentralen Steuereinheit ZSE in einem Führungsfahrzeug und/oder untereinander verbunden sind. Beispielsweise kann es sich bei einem beispielhaften Quantencomputersystem QUSYS um einen Drohen-Schwarm handeln, bei dem jede der Drohnen einen oder mehrere Quantencomputer QC umfasst, die drahtlos, beispielsweise über Funkstrecken oder Laserstrahlverbindungen als externen Datenbus EXTDB, miteinander kommunizieren. Im beispielhaften Falle eines Drohnenschwarms kann daher das Quantencomputersystem QUSYS der Quantencomputer QC1 bis QC16 der beispielhafte Drohnen auch keine zentrale Steuereinrichtung ZSE umfassen. Bevorzugt sind alle Drohnen in etwa gleich gestaltet und organisieren sich dann bevorzugt mittels Schwarmtechnologien selbst.
• In dem Beispiel der 7a umfasst jede Rakete RKT für sich beispielhaft einen Quantencomputer QC. Der Quantencomputer QC kann beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE der betreffenden Rakete RKT das NP-komplexe Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld der betreffenden Rakete RKT und entlang der Route der betreffenden Rakete RKT zum Ziel, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route zum Ziel bearbeiten. Bei der Rakete RKT kann es sich auch um eine Drohne oder einen Marschflugkörper handeln, der mehrere Ziele ggf. bekämpfen kann. Der Quantencomputer QC der betreffenden Rakete RKT ist in dem Beispiel der 7a über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb der betreffenden Rakete RKT mit der zentralen Steuereinheit ZSE der betreffenden Rakete RKT verbunden. Der Quantencomputer QC der betreffenden Rakete RKT entspricht bevorzugt einem Quantencomputer QC der 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.
• Ein solches Flugzeug FZ kann auch ggf. ausschließlich oder zusätzlich klassische Aufklärungsaufgaben beispielsweise der Radarfernerkundung - speziell des Synthetischen Apertur Radar (SAR) - mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Radar- und Sensordaten der Sensoren SENS des Flugzeug FZ. Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil auch das Flugzeug FZ selbst sein kann, Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren des Flugzeugs FZ zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Flugzeugs FZ und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Flugzeugs FZ beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Flugzeug FZ und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren des Flugzeugs FZ und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Flugzeugs FZ zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Flugzeugs FZ und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Flugzeugs FZ zu beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind das Flugzeug FZ und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Radarfernerkundung und oder der Erkundung der Erdoberfläche mittels der Sensoren SENS zu lösen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise eine Beobachtung und/oder Analyse militärischer Fragestellungen umfassen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Flugzeugs FZ und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Flugzeugs FZ und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, eine Fokussierung von SAR-Rohdaten vorzunehmen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Flugzeugs FZ und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Verfahren der SAR-Interferometrie auszuführen . Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Flugzeugs FZ und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, SAR-Bildern zu erzeugen und/oder auszuwerten.
• Figur 7b
• Die 7b zeigt einen beispielhaften verlegbaren Quantencomputer QC in einem See-Container SC auf einem Tieflader TL mit einer Zugmaschine ZM. Sowohl der See-Container SC als auch der Tieflader TL als auch die Zugmaschine ZM können ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder jeweils ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfassen. Innerhalb des See-Containers SC können ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS platziert sein. Alle diese Quantencomputer QC und/oder Quantencomputersysteme QUSYS können während des Transports und/oder davor und/oder danach zu einem oder mehreren Quantencomputersystem QUSYS, wie am Beispiel der 7a erläutert insbesondere zeitweise zusammengeschaltet sein. In dem Beispiel der 7c versorgt eine zusätzliche Energiereserve BENG das Quantencomputersystem QUSYS mit dem Quantencomputer QC innerhalb des beispielhaften See-Containers SC mit elektrischer Energie.
• Vorrichtungsbestandteile eines Fahrzeugs (TL, ZM, SC) können auch ggf. ausschließlich oder zusätzlich klassische Aufklärungsaufgaben beispielsweise der Luftraumradarüberwachung mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Radar- und Sensordaten der Sensoren SENS des Fahrzeugs (TL, ZM, SC). Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil auch das Fahrzeug (TL, ZM, SC) selbst sein kann, Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) zu beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind das Fahrzeug (TL, ZM, SC) und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Radarfernerkundung und oder der Erkundung der Erdoberfläche mittels der Sensoren SENS zu lösen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise eine Beobachtung und/oder Analyse militärischer Fragestellungen umfassen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, eine Fokussierung von Sensor-Rohdaten vorzunehmen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Verfahren der Radarinterferometrie auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Radarbilder und/oder Bilder auf Basis der Sensordaten der Sensoren SENS des Fahrzeugs (TL, ZM, SC) zu erzeugen und/oder auszuwerten.
• Figur 7c
• Die 7c zeigt einen beispielhaften Flugzeugträger FZT. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT umfasst ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT ist ein Beispiel für ein Kriegsschiff, das ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfasst. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT ist ein Beispiel für ein Schiff, das ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfasst. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT ist ein Beispiel für einen Schwimmkörper, der ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfasst. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT ist ein Beispiel für ein Fahrzeug, das ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfasst. Bevorzugt handelt es sich bei den Quantencomputern QC und/oder Quantencomputersystemen QUSYS um verlegbare Quantencomputer QC im Sinne der hier vorgelegten Schrift. Beispielsweise können Quantencomputersysteme QUSYS und/oder Quantencomputer QC von Flugzeugen FZ des Flugzeugträgers FZT während des Transports durch den Flugzeugträger FZT und/oder in dem Flugzeugträger FZT mit einem oder mehreren Quantencomputern QC und/oder Quantencomputersystemen QUSYS des Flugzeugträgers FZT beispielsweise über ein oder mehrere Quantencomputersystemtrennvorrichtungen QCTV und einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB zu größeren Quantencomputersystemen QUSYS verbunden ein.
• In dem Beispiel der 7c umfasst der Flugzeugträger FZT beispielhaft einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS. Einer oder mehrere dieser Quantencomputer QC und/oder ein oder mehreren Quantencomputersysteme QUSYS können beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Flugzeugträgers FZT das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Flugzeugträgers FZT und entlang der Route zu einem Ziel, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Flugzeug-, Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route zum Ziel bearbeiten. Der bzw. die Quantencomputer QC und/oder das Quantencomputersystem bzw. die Quantencomputersysteme QUSYS des Flugzeugträgers FZT sind bevorzugt über einen externen Datenbus EXTDB und ggf geeignete Quantencomputersystemtrennvorrichtungen QCTV innerhalb des Flugzeugträgers FZT miteinander und mit denen anderer Vorrichtungen auf dem Flugzeugträger FZT verbunden. Ein Quantencomputer QC des Flugzeugträgers FZT entspricht bevorzugt einem Quantencomputer QC der 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.
• Vorrichtungsbestandteile des beispielhaften Flugzeugträgers FZT können auch ggf. ausschließlich oder zusätzlich klassische Aufklärungsaufgaben beispielsweise der Luftraumradarüberwachung und/oder Sonarüberwachung eines Meeresgebiets mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Radardaten und/oder Sonardaten und/oder Sensordaten der Sensoren SENS des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und der anderen Schiffe, Flugzeuge, U-Boote und Drohnen etc. des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und der sonstigen Daten, wie Satellitendaten etc.. Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil auch der beispielhafte Flugzeugträgers FZT und/oder Schiffe, Flugzeuge, U-Boote und Drohnen etc. des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT selbst sein können, Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder insbesondere Sonarsensoren des beispielhaften Flugzeugträgers FZT bzw. des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT bzw. der anderen Daten, wie Satellitendaten, zu steigern und die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren SENS des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder die Sonardatenverarbeitung der Sonarsensoren des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE des beispielhaften Flugzeugträgers FZT dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder insbesondere Sonarsensoren, insbesondere des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder der Satelliten etc. und/oder die Sonardatenverarbeitung der Sonarsensoren des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT oder eines Bestandteils derselben zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder die Sonardatenverarbeitung der Sonarsensoren des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT oder eines Bestandteils derselben zu beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind der beispielhafte Flugzeugträger FZT und/oder Teile des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Radarfernerkundung und oder der Erkundung der Erdoberfläche und/oder in der Sonarerkundung und oder der Erkundung der Wasseroberfläche und/oder des Luftraums und/oder des Seegebiets mittels der Sensoren SENS zu lösen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise eine Beobachtung und/oder Analyse militärischer Fragestellungen umfassen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung und/oder der Sonardatenprozessierung auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, eine Fokussierung von Sensor-Rohdaten vorzunehmen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Verfahren der Radarinterferometrie und/oder Sonarinterferometrie auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Radarbilder und/oder Sonarbilder und/oder Bilder auf Basis der Sensordaten der Sensoren SENS des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder des Verbands des beispielhaften Flugzeugträgers FZT und/oder von Satellitendaten und/oder anderen Daten zu erzeugen und/oder auszuwerten.
• Figur 7d
• Die 7d zeigt eine Fabrikhalle FHB als Beispiel einer stationären Vorrichtung in die hier beispielhaft mehrere Quantencomputer QC eingebracht wurden. In dem Beispiel der 7d versorgt das normale Stromnetz PWR die verlegbaren Quantencomputersysteme QUSYS mit Ihren Quantencomputers QC innerhalb der beispielhaften stationären Vorrichtungen FBH mit elektrischer Energie. Die stationäre Vorrichtung FHB kann beispielsweise ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS mit einem oder mehreren Quantencomputern QC umfassen. Der bzw. die Quantencomputer QC und/oder das Quantencomputersystem bzw. die Quantencomputersysteme QUSYS der stationären Vorrichtung FHB sind bevorzugt über einen externen Datenbus EXTDB und ggf. geeignete Quantencomputersystemtrennvorrichtungen QCTV innerhalb der stationären Vorrichtung FHB miteinander und mit denen anderer Vorrichtungen der stationären Vorrichtung FHB verbunden. Ein Quantencomputer QC der stationären Vorrichtung FHB entspricht bevorzugt einem Quantencomputer QC der 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.
• Figur 8
• 8 zeigt eine anderes Beispiel eines Fahrzeugs mit einem vorschlagsgemäßen Quantencomputersystem QUSYS mit hier beispielhaft zwei Quantencomputern QC. Es handelt sich um ein beispielhaftes Unterseeboot SUB. Das beispielhafte Unterseeboot SUB weist ein Energiesystem ERS als Energiequelle des U-Boots SUB auf. Das Energiesystem ERS stellt auch die Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV des Quantencomputersystems QUSYS des Unterseeboots SUB dar. Das Untersee-Boot SUB verfügt typischerweise über eine sehr große Energiereserve BTR. Eine Antrieb ENG treibt in dem Beispiel der 8 das Unterseeboot SUB über eine oder mehrere beispielhafte Schiffsschrauben SCHR an.
• In dem Beispiel der 8 verfügt das Unterseeboot SUB über eine Mehrzahl von Raketen RKT als Bewaffnung. Es kann sich auch um Marschflugkörper oder andere Vorrichtungen handeln, die sich als vom Unterseeboot SUB trennbare Vorrichtungen auf dem Unterseeboot SUB befinden. Insofern sind die Raketen RKT hier nur Beispiele für Vorrichtungen, die von einem Fahrzeug trennbar sind und beispielsweise wie hier als Zuladung sich auf oder in dem Fahrzeug, hier ein Unterseeboot SUB, befinden. Beispielsweise können eine oder mehrere der Raketen RKT des Unterseeboots SUB ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS und/oder einen oder mehrere Quantencomputer QC umfassen. Bevorzugt sind die ein oder mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder ein oder mehreren Quantencomputer QC mittele einer Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV und eines externen Datenbusses EXTDB mit dem einen und/oder den mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder dem einen oder den mehreren Quantencomputern QC1, QC2 des Unterseeboots SUB verbunden. Die hier vorgelegte Schrift beschreibt die Trennung und Verbindung von Quantencomputersystemen QUSYS bereits in der Beschreibung der 7a. Hier nimmt das Unterseeboot SUB die Rolle des Flugzeugs FZ der 7a ein. Die dort offengelegten zusammenhänge gelten auch hier soweit zutreffend und werden soweit zutreffend und sinnvoll beansprucht. Eine Raketenabschusskontrolle RKTC ist ein Beispiel eines Feuerleitsystems eines Fahrzeugs. Hier ist das Fahrzeug das Unterseeboot SUB. In dem Beispiel der 8 können die Raketenabschusskontrolle RKTC und das Unterseeboot SUB jeweils ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS und/oder ein oder mehrere Quantencomputer QC aufweisen. Da die Raketenabschusskontrolle RKTC Teil des Unterseeboots ist, sind auch der eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder der eine oder die mehreren Quantencomputer QC der Raketenabschusskontrolle RKTC Teil des Unterseeboots SUB. Bevorzugt verbindet ein externer Datenbus EXTDB das eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder den einen oder die mehreren Quantencomputer QC der Raketenabschusskontrolle RKTC mit dem einen oder den mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder dem einen oder den mehreren Quantencomputern QC des Unterseeboots SUB.
• In dem Beispiel der 8 verfügt das Unterseeboot SUB über eine Mehrzahl von Torpedos TRP als Bewaffnung. Es kann sich um Marschflugkörper oder andere Vorrichtungen handeln, die sich als vom Unterseeboot SUB trennbare Vorrichtungen auf dem Unterseeboot SUB befinden und beispielsweise über die Torpedorohre als Beispiel einer mechanischen Trennvorrichtung beispielsweise durch Abfeuern abgetrennt werden. Insofern sind die Torpedos TRP hier nur Beispiele für Vorrichtungen, die von einem Fahrzeug trennbar sind und beispielsweise wie hier als Zuladung sich auf oder in dem Fahrzeug, hier ein Unterseeboot SUB, befinden. Beispielsweise können eine oder mehrere der Torpedos TRP des Unterseeboots SUB ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS und/oder einen oder mehrere Quantencomputer QC umfassen. Bevorzugt sind die ein oder mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder ein oder mehreren Quantencomputer QC mittels einer Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV und eines externen Datenbusses EXTDB mit dem einen und/oder den mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder dem einen oder den mehreren Quantencomputern QC1, QC2 des Unterseeboots SUB verbunden. Die hier vorgelegte Schrift beschreibt die Trennung und Verbindung von Quantencomputersystemen QUSYS bereits in der Beschreibung der 7a. Hier nimmt das Unterseeboot SUB die Rolle des Flugzeugs FZ der 7a ein. Die dort offengelegten Zusammenhänge gelten auch hier soweit zutreffend und werden soweit zutreffend und sinnvoll beansprucht. Eine Torpedoabschusskontrolle TRPC ist ein Beispiel eines Feuerleitsystems eines Fahrzeugs. Hier ist das Fahrzeug das Unterseeboot SUB. In dem Beispiel der 8 können die Torpedoabschusskontrolle TRPC und das Unterseeboot SUB jeweils ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS und/oder ein oder mehrere Quantencomputer QC aufweisen. Da die Torpedoabschusskontrolle TRPC teil des Unterseeboots SUB ist, sind auch der eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder der eine oder die mehreren Quantencomputer QC der Torpedoabschusskontrolle RKTC Teil des Unterseeboots SUB. Bevorzugt verbindet ein externer Datenbus EXTDB das eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder den einen oder die mehreren Quantencomputer QC der Torpedoabschusskontrolle TRPC mit dem einen oder den mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder dem einen oder den mehreren Quantencomputern QC des Unterseeboots SUB.
• Darüber hinaus verfügt das Unterseeboot SUB in dem Beispiel der 8 vorzugsweise über eine Vielzahl von Sensoren SENS, die beispielsweise ein externer Datenbus EXTDB mit einem oder mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder Quantencomputern QC an Bord des Unterseeboots SUB verbindet. Hierbei kann es sich beispielsweise um Schallsensoren und/oder Ultraschallsensoren, Leitfähigkeitssensoren, Antennen, Sensoren für elektromagnetische und/oder ionisierende Strahlung, Partikeldetektoren, Drucksensoren, Geschwindigkeitssensoren, Positionssensoren, Lagesensoren, Beschleunigungssensoren, Magnetometer, LIDAR-Sensoren, RADAR-Sensoren, Quantensensoren und der Gleichen handeln. Bei den Sensoren SENS kann es sich auch um Sensorsysteme, Sensorarrays und andere Messysteme handeln. Die Sensoren SENS können Messwerte innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs, hier eines Unterseeboots SUB, erfassen. Wobei vorzugsweise ein oder mehrere der Quantencomputer QC1, QC2 die Sensordaten der Sensoren SENS auswertet. Typischerweise hängen zumindest zeitweise Zustände von einem oder mehreren Quantenpunkten (NV1, NV2) eines oder mehrerer Quantencomputer der Quantencomputer QC1, QC2 von den Werten der Sensordaten der Sensoren SENS direkt oder indirekt, insbesondere nach Aufbereitung durch den Rechnerkern CPU oder eine andere Datenverarbeitungsanlage, ab.
• In dem Beispiel der 8 können beispielsweise ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS an Bord des Fahrzeugs, hier eines Unterseeboots SUB, beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Fahrzeugs das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Unterseeboots SUB, und/oder entlang des Kurses zum Ziel des Fahrzeugs, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route des Fahrzeugs zum Ziel bearbeiten. Dabei werten vorzugsweise ein oder mehrere der Quantencomputer QC1, QC2 die Sensordaten der Sensoren SENS aus und verändern bevorzugt zumindest zeitweise Zustände von einem oder mehreren Quantenpunkten (NV1, NV2) eines oder mehrerer Quantencomputer der Quantencomputer QC1, QC2 in Abhängigkeit von den Werten der Sensordaten der Sensoren SENS in direkter oder indirekter Weise, insbesondere nach Aufbereitung durch den Rechnerkern CPU oder eine andere Datenverarbeitungsanlage.
• Die Quantencomputer QC1, QC2 des Unterseeboots SUB und der anderen Vorrichtungsteile sind in dem Beispiel der 8 über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb des Unterseeboots SUB mit der zentralen Steuereinheit ZSE des Unterseeboots SUB verbunden. Die Quantencomputer QC1, QC2 und die der anderen Vorrichtungsteile entsprechen bevorzugt einem Quantencomputer QC der 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.
• Vorrichtungsbestandteile des Unterseeboots SUB können auch ggf. ausschließlich oder zusätzlich klassische Aufklärungsaufgaben beispielsweise der Luftraumradarüberwachung und/oder Sonarüberwachung eines Meeresgebiets mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Radardaten und/oder Sonardaten und/oder Sensordaten der Sensoren SENS des Unterseeboots SUB und der anderen Schiffe, Flugzeuge, U-Boote und Drohnen etc. des Verbands des Unterseeboots SUB und der sonstigen Daten, wie Satellitendaten etc.. Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil auch das Unterseeboot SUB und/oder Schiffe, Flugzeuge, U-Boote und Drohnen etc. des Unterseeboots SUB selbst sein können, Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder insbesondere Sonarsensoren des Unterseeboots SUB bzw. des Verbands des Unterseeboots SUB bzw. der anderen Daten, wie Satellitendaten, zu steigern und die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren SENS des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Unterseeboots SUB und/oder die Sonardatenverarbeitung der Sonarsensoren des Unterseeboots SUB und des Verbands des Unterseeboots SUB beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Unterseeboots SUB und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE des Unterseeboots SUB dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder insbesondere Sonarsensoren, insbesondere des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder der Satelliten etc. und/oder die Sonardatenverarbeitung der Sonarsensoren des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB oder eines Bestandteils derselben zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder die Sonardatenverarbeitung der Sonarsensoren des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB oder eines Bestandteils derselben zu beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind das Unterseeboot SUB und/oder Teile des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Radarfernerkundung und oder der Erkundung der Erdoberfläche und/oder in der Sonarerkundung und oder der Erkundung der Wasseroberfläche und/oder des Luftraums und/oder des Seegebiets mittels der Sensoren SENS zu lösen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise eine Beobachtung und/oder Analyse militärischer Fragestellungen umfassen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung und/oder der Sonardatenprozessierung auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, eine Fokussierung von Sensor-Rohdaten vorzunehmen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Verfahren der Radarinterferometrie und/oder Sonarinterferometrie auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Radarbilder und/oder Sonarbilder und/oder Bilder auf Basis der Sensordaten der Sensoren SENS des Unterseeboots SUB und/oder des Verbands des Unterseeboots SUB und/oder von Satellitendaten und/oder anderen Daten zu erzeugen und/oder auszuwerten.
• Figur 9
• 9 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem ersten Quantencomputer QC1, einem zweiten Quantencomputer QC2, einer zentralen Steuereinheit ZSE und einem externen Datenbus EXTDB, der diese zu einem Quantencomputersystem QUSYS verbindet. Das Fahrzeug ist in dem Beispiel der 9 ein beispielhaftes Kraftfahrzeug KFZ. Als beispielhafte Sensoren SENS umfasst das Fahrzeug einen GPS-Empfänger GPS zur Ermittlung der aktuellen Position auf der Erdoberfläche und ein Navigationssystem NAV. Das Fahrzeug kann einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfassen, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB miteinander verbunden sein können. Die einen oder mehreren externen Datenbusse können die einen oder die mehreren Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS mit einem oder mehreren Aktoren und/oder einen oder mehreren Sensoren verbinden. Bei den Sensoren SENS kann es sich auch um Sensorsysteme handeln. Beispielsweise kann es sich um Beschleunigungs- und Lagesensoren, Aufprallsensoren, Ultraschallmesssysteme, Radarsysteme, LIDAR-Systeme, Sensorsysteme des Antriebs und der Energiespeicher etc. handeln. Bei den Aktoren kann es sich um Sender, Laser, Motoren etc. handeln. Dabei werten vorzugsweise ein oder mehrere der Quantencomputer QC1, QC2 die Sensordaten der Sensoren SENS aus und verändern bevorzugt zumindest zeitweise Zustände von einem oder mehreren Quantenpunkten (NV1, NV2) eines oder mehrerer Quantencomputer der Quantencomputer QC1, QC2 in Abhängigkeit von den Werten der Sensordaten der Sensoren SENS in direkter oder indirekter Weise, insbesondere nach Aufbereitung durch den Rechnerkern CPU oder eine andere Datenverarbeitungsanlage.
• In dem Beispiel der 9 können beispielsweise ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS an Bord des Fahrzeugs, hier eines Autos KFZ, beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Fahrzeugs das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder entlang der Route zum Ziel des Fahrzeugs, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielanfahrt und die schnellste und zugleich risikoärmste Route des Fahrzeugs zum Ziel bearbeiten. Die Quantencomputer QC1, QC2 des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, sind in dem Beispiel der 9 über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, bevorzugt mit der zentralen Steuereinheit ZSE des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, verbunden. Die Quantencomputer QC1, QC2 und die der anderen Vorrichtungsteile entsprechen bevorzugt einem Quantencomputer QC der 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.
• Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, können auch ggf. ausschließlich oder zusätzlich klassische Aufklärungsaufgaben beispielsweise der Luftraumradarüberwachung mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Radardaten und/oder Ultraschalldaten und/oder Sensordaten der Sensoren SENS des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der sonstigen Daten, wie Satellitendaten etc.. Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil auch das Fahrzeug, hier beispielhaft das Auto KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft das Auto KFZ, selbst sein können, Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder insbesondere Ultraschallsensoren des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, bzw. der anderen Daten, wie Satellitendaten, zu steigern und die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren SENS des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder die Ultraschalldatenverarbeitung der Ultraschallsensoren des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder insbesondere Ultraschallsensoren, insbesondere d des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder die Ultraschallsensordaten der Ultraschallsensoren des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder der Satelliten etc. oder eines Bestandteils derselben zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder die Sonardatenverarbeitung der Sonarsensoren des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, oder eines Bestandteils derselben zu beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind das Fahrzeug, hier beispielhaft das Auto KFZ, und die anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Radarerkundung und/oder in der Ultraschallerkundung und/oder des Luftraums mittels der Sensoren SENS zu lösen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise eine Beobachtung und/oder Analyse militärischer Fragestellungen umfassen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung und/oder der Ultraschalldatenprozessierung auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, eine Fokussierung von Sensor-Rohdaten vorzunehmen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Verfahren der Radarinterferometrie und/oder Ultraschallinterferometrie auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Radarbilder und/oder Ultraschallbilder und/oder Bilder auf Basis der Sensordaten der Sensoren SENS des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder von Satellitendaten und/oder anderen Daten zu erzeugen und/oder auszuwerten.
• Figur 10
• 10 zeigt eine typische Lösung eines NP-vollständigen Problems. Die Ausarbeitung des hier vorgelegten Vorschlags ergab, dass eine Problemlösung mit einem Quantencomputer in vier statt in drei Schritten abläuft.
• Computerprogramme, die auf konventionellen Rechnern mit Harvard oder non Neumann-Architektur laufen, lösen Probleme bevorzugt mit den Schritten Analyse, Elaboration und Synthese.
• Im Analyseschritt (Schritt A)) passt der Rechner das Problem auf die Arbeitsweise des Rechners an. Beispielsweise übersetzt eine Einlese-Routine ein Textfile mit lesbaren Zahlen in Binärdaten, die im Speicher des Rechners abgelegt werden.
• In einem zweiten Schritt, der Elaboration (Schritt B), führt der Rechner beispielsweise dann eine Berechnung durch, bei der beispielsweise diese Binärdaten als Eingabedaten dienen und ermittelt binäre Ergebnisdaten.
• In einem dritten Schritt, dem Syntheseschritt (Schritt D), passt der Rechner dieses Ergebnis an den Weiterverwendungszweck an. Beispielsweise könnte in dem hier beschriebenen Beispiel der Rechner die binären Ergebnisdaten in lesbare Ziffern der entsprechenden Zahlen in einem Ausgabetext-File wandeln.
• Die Ausarbeitung ergab nun, dass insbesondere in sicherheitsrelevanten Anwendungen nach einer Lösung eines NP-vollständigen Problems im Elaborations-Schritt B) mittels eines Quantencomputers QC das Quantencomputersystem QUSYS eine Überprüfung in einem Schritt C) durchführen muss. In diesem Prüfschritt überprüften das Quantencomputersystem QUSYS oder der Quantencomputer QC bevorzugt mittels eines konventionellen Rechnerkerns CPU oder einer zentralen Steuereinheit ZSE, ob die in der Elaboration ermittelte Lösung tatsächlich eine Lösung ist. Bei Quantenoperationen handelt es sich ja immer um statistische Operationen, die auch falsche Ergebnisse liefern können. Ggf. wiederholt das Quantencomputersystem QUSYS die Berechnung.
• Figur 11
• 11 entspricht der 4, wobei nun die beispielhaft 16 Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS in den externen Datenbus EXTDB beispielhaft eingefügt sind. Die Steuervorrichtung µC beispielhaft jedes der Quantencomputer QC1 bis QC16 verfügt über beispielhaft zwei externe Datenschnittstellen DBIFa und DBIFb anstelle einer Datenbusschnittstelle DBIF, wie in 1 dargestellt. Hierdurch kann beispielsweise die zentrale Steuereinheit ZSE jedem der Quantencomputer QC eine eindeutige Busknotenadresse zuweisen. Typischerweise geben die Steuervorrichtungen µC der Quantencomputer QC1 bis QC16 Daten, die sie von der Datenbusseite mit der zentralen Steuervorrichtung ZSE nur dann an Quantencomputer und Busknoten der anderen Datenbushälfte weiter, wenn sie selbst bereits eine gültige Busknotenadresse von der Zentralen Steuervorrichtung ZSE erhalten haben. Auf diese Weise kann die zentrale Steuervorrichtung ZSE nach und nach beginnend mit dem ersten Quantencomputer QC1 allen Quantencomputern der Quantencomputer QC1 bis QC16 eine Quantencomputeradresse als Busknotenadresse des externen Datenbusses EXTDB zuweisen. Nach dem Einschaltenoder einem System-Reset besitzen bevorzugt alle Quantencomputer QC1 bis QC16 eine typischerweise allen gleiche ungültige Default-Quantencomputeradresse als initiale Busknotenadresse. Dadurch kann die zentrale Steuervorrichtung den noch nicht mit einer gültigen Busknotenadresse versehenen und ihr am nächsten liegenden Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 mit einer gültigen Busknotenadresse versehen. Dadurch kann die zentrale Steuervorrichtung ZSE im nächsten Schritt den dahinter liegenden Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 erreichen und intialisieren und so fort, bis alle Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 eine gültige Quantencomputeradresse als Busknotenadresse erhalten haben. Bevorzugt führt also das Quantencomputersystem QSYS nach dem Einschalten eine Initialisierung der Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS durch. Bevorzugt gehört zu der Initialisierung des Quantencomputersystems QUSYS auch die Durchführung eines Autoadressierungsverfahrens zur Vergabe von Busknotenadressen an die Busknoten des externen Datenbusses EXTDB. In dem Beispiel der 11 sind die Busknoten die Quantencomputer QC1 bis QC16. In dem Beispiel der 11 übernimmt die zentrale Steuervorrichtung ZSE bevorzugt die Rolle eines Busmaster, der die Busknotenadressen generiert und zuweist und die Quantencomputer QC1 bis QC16 steuert.
• Figur 12
• 12 zeigt ein beispielhaftes Quantencomputersystem QUSYS mit vier Unterquantencomputersystemen.
• Der erste Quantencomputer QC1 bildet mit dem zweiten Quantencomputer QC2 und dem dritten Quantencomputer QC3 und dem vierten Quantencomputer QC4 ein erstes Unterquantencomputersystem. Ein erster Unterdatenbus UDB1 verbindet die Quantencomputer QC1, QC2, QC3, QC4 des ersten Unterquantencomputersystems. Der erste Quantencomputer QC1 kann als Busmaster für die anderen Quantencomputer QC2, QC3, QC4 des ersten Unterquantencomputersystems dienen.
• Der fünfte Quantencomputer QC5 bildet mit dem sechsten Quantencomputer QC6 und dem siebten Quantencomputer QC7 und dem achten Quantencomputer QC8 ein zweites Unterquantencomputersystem. Ein zweiter Unterdatenbus UDB2 verbindet die Quantencomputer QC5, QC6, QC7, QC8 des zweiten Unterquantencomputersystems. Der fünfte Quantencomputer QC5 kann als Busmaster für die anderen Quantencomputer QC6, QC7, QC8 des zweiten Unterquantencomputersystems dienen.
• Der neunte Quantencomputer QC9 bildet mit dem zehnten Quantencomputer QC10 und dem elften Quantencomputer QC11 und dem zwölften Quantencomputer QC12 ein drittes Unterquantencomputersystem. Ein dritter Unterdatenbus UDB3 verbindet die Quantencomputer QC9, QC10, QC11, QC12 des dritten Unterquantencomputersystems. Der neunte Quantencomputer QC9 kann als Busmaster für die anderen Quantencomputer QC10, QC11, QC12 des dritten Unterquantencomputersystems dienen.
• Der dreizehnte Quantencomputer QC13 bildet mit dem vierzehnten Quantencomputer QC14 und dem fünfzehnten Quantencomputer QC15 und dem sechzehnten Quantencomputer QC16 ein viertes Unterquantencomputersystem. Ein vierter Unterdatenbus UDB4 verbindet die Quantencomputer QC13, QC14, QC15, QC16 des vierten Unterquantencomputersystems. Der dreizehnte Quantencomputer QC13 kann als Busmaster für die anderen Quantencomputer QC14, QC15, QC16 des vierten Unterquantencomputersystems dienen.
• In dem Beispiel der 12 verbindet der externe Datenbus EXTDB den ersten Quantencomputer QC1 und den fünften Quantencomputer QC5 und den neunten Quantencomputer QC9 und den dreizehnten Quantencomputer QC13 und die zentrale Steuereinheit ZSE.
• Figur 13
• 13 zeigt die Lösung eines NP-Vollständigen Problems mit hilfe eines mobilen verlegbaren Quantencomputers QC. Ein solches Verfahren beginnt mit der Erfassung von Umfelddaten durch das Quantencomputersystem QUSYS in einem Schritt A). Die Erfassung der Umfelddaten erfolgt typischerweise mittels geeigneter Sensoren, die Teil des Quantencomputersystems QUSYS sein können oder die mit diesem Quantencomputersystem QUSYS über Datenverbindungen verbunden sind und Umfelddaten an das Quantencomputersystem QUSYS übermitteln. In einem Schritt B) identifiziert das Quantencomputersystem QUSYS Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS, wobei diese Umfeld auch entfern vom Quantencomputersystem QUSYS sein kann. Dabei klassifiziert in einem Schritt C) das Quantencomputersystem QUSYS die identifizierten Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS. Typischerweise klassifiziert das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt C) die Objekte nach Gefährlichkeit und/oder Verwundbarkeit und/oder strategischer Wirkung, um eine Maximierung einer Waffenwirkung zu erzielen. Bevorzugt erfolgt diese Klassifikation in Schritt C) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ausführt. Bevorzugt nutzt das Quantencomputersystem QUSYS für diesen Schritt C) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS um die Klassifikation der Objekte durchzuführen. In einem Schritt D legt das Quantencomputersystem QUSYS die Waffen und/oder die Munition und/oder die Konfiguration und/oder die Reihenfolge der angegriffenen Objekte und/oder die angegriffenen und/oder die nicht angegriffenen Objekte fest. Bevorzugt erfolgt diese Festlegung in Schritt D) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ausführt. Bevorzugt nutzt das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt D) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS um diese Festlegungen durchzuführen. In einem Schritt E) Schlägt das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ein oder mehr dieser Festgelegten Angriffsszenarien einem Bediener, beispielsweise einem oder mehreren Piloten und/oder einem mehreren Feuerleitoffizieren oder der Gleichen vor. Sofern diese den Feuerbehl geben,kann beispielsweise das Quantencomputersystem QUSYS das freigegebene Angriffsszenario in einem Schritt F) umsetzen.
• Diese beispielhafte Anwendung kann für die Lösung NP-vollständiger Probleme verallgemeinert werden. Ein solches verallgemeinertes Verfahren beginnt mit der Erfassung von Daten durch das Quantencomputersystem QUSYS in einem Schritt A). Die Erfassung der Daten erfolgt typischerweise mittels geeigneter Sensoren und/oder Datenbanken oder anderer Datenquellen, die Teil des Quantencomputersystems QUSYS sein können oder die mit diesem Quantencomputersystem QUSYS über Datenverbindungen verbunden sind und die Daten an das Quantencomputersystem QUSYS übermitteln. In einem Schritt B) identifiziert das Quantencomputersystem QUSYS geeignete Datenobjekte. Dabei klassifiziert in einem Schritt C) das Quantencomputersystem QUSYS die identifizierten Datenobjekte. Typischerweise klassifiziert das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt C) die Objekte nach Kategorien, die für die Lösung des jeweiligen Problems relevant sind, um eine Maximierung der Wirkung zu erzielen. Bevorzugt erfolgt diese Klassifikation in Schritt C) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ausführt. Bevorzugt nutzt das Quantencomputersystem QUSYS für diesen Schritt C) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS um die Klassifikation der Datenobjekte durchzuführen. In einem Schritt D) legt das Quantencomputersystem QUSYS die Mittel zur Erzielung des Zwecks und die Parameter und Mittelkonfigurationen bei der Anwendung dieser Mittel und/oder die Reihenfolge der bearbeiteten bzw. nicht barbeiteten Datenobjekte und/oder die Reihenfolge der angewendeten Mittel fest. Bevorzugt erfolgt diese Festlegung in Schritt D) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ausführt. Bevorzugt nutzt das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt D) eine oder mehrere Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS um diese Festlegungen durchzuführen. In einem Schritt E) Schlägt das Quantencomputersystem QUSYS bevorzugt ein oder mehr dieser Festgelegten Szenarien einem Bediener oder der Gleichen vor. Sofern diese ein Startsignal geben, kann beispielsweise das Quantencomputersystem QUSYS das freigegebene Szenario in einem Schritt F) umsetzen.
• Figur 14
• Die 14 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines Verstärkers V, wie er in der 1 eingezeichnet ist. Ein interner Verstärker IVV des Verstärkers V verstärkt und filtert das Empfängerausgangssignal S0 zu einem Ausgangssignal V1 des internen Verstärkers IVV des Verstärkers V. Ein Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V wandelt das Ausgangssignal V1 des internen Verstärkers IVV des Verstärkers V zu digitalisierten Abtastwerten auf einer Datenleitung V2 zwischen der Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und dem Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V. Die Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und legt diese Abtastwerte bevorzugt in einem Speicher MEMV des Verstärkers V; über einen Speicherdatenbus MEMDBV zwischen Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und Speicher MEMV des Verstärkers V ab. Die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC kann dann über den Steuerdatenbus SDB, die Datenschnittstelle VIF des Verstärkers V, dien internen Steuerdatenbus SDBV des Verstärkers V und die Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V auf die Daten im Speicher MEMV des Verstärkers V zugreifen und diese weiterverarbeiten.
• Figur 15
• 15 zeigt ein Beispiel eines Kleidungsstücks mit einem verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS. Für die Nacharbeit verweist die hier vorgelegte Schrift beispielhaft auf die Schrift WO 2020 239 172 A1 , die eine Methode zur CMOS Integration offenbart.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, ein oder mehrere Quantencomputer QC1, QC2 und eine zentrale Steuereinheit ZSE in das Material eines Kleidungsstücks KLST einzuarbeiten. Bevorzugt entspricht das Quantencomputersystem QUSYS dem Quantencomputersystem QUSYS der 4, 11 oder 12 oder ähnlichen. Bei dem Kleidungsstück kann es sich auch um eine Armbanduhr oder dergleichen handeln.
• Vorrichtungsbestandteile Kleidungsstücks KLST können auch ggf. ausschließlich oder zusätzlich klassische Überwachungsaufgaben beispielsweise der Umfeldüberwachung mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Sensordaten der Sensoren SENS des Kleidungsstücks KLST und der sonstigen Daten. Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil auch das Kleidungsstücks KLST selbst sein können, Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS des Kleidungsstücks KLST bzw. der anderen Daten zu steigern und die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren SENS des Kleidungsstücks KLST beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile Kleidungsstücks KLST und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE des Kleidungsstücks KLST dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS des Kleidungsstücks KLST zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Kleidungsstücks KLST zu beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind das Kleidungsstück KLST und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben mittels der Sensoren SENS zu lösen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise eine Beobachtung und/oder Analyse militärischer Fragestellungen umfassen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile Kleidungsstücks KLST und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Umfelddatenprozessierung auszuführen.
• Figur 16
• 16 zeigt ein Beispiel eines Satelliten oder Raumfahrzeugs als Beispiel eines Fahrzeugs mit einem verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS. Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, ein oder mehrere Quantencomputer QC1, QC2 und eine zentrale Steuereinheit ZSE in den Satelliten oder das Raumfahrzeug zu integrieren. Bevorzugt entspricht das Quantencomputersystem QUSYS dem Quantencomputersystem QUSYS der 4, 11 oder 12 oder ähnlichen.
• Ein solcher Satellit oder Raumfahrzeug kann klassische Aufklärungsaufgaben der Radarfernerkundung - speziell des Synthetischen Apertur Radar (SAR) - und/oder LIDAR-Erkundung (LIDAR= Abkürzung für englisch Light detection and ranging oder Light imaging, detection and ranging) mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Radar- und/oder LIDAR-Daten. Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil such der Satellit oder das Raumfahrzeug selbst sein kann Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder LIDAR-Sensoren zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder die LIDAR-Datenverarbeitung der LIDAR-Sensoren des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit
• • von Sensoren SENS und/oder
• • insbesondere von Radarsensoren des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder
• • insbesondere von LIDAR-Sensoren des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder
• • die Radardatenverarbeitung der Daten der Radarsensoren des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder
• • die LIDAR-Datenverarbeitung der Daten der LIDAR-Sensoren des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs
zu steigern und/oder die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder die LIDAR-Datenverarbeitung der Radarsensoren des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind der Satellit bzw. das Raumfahrzeug und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Radarfernerkundung und oder der Erkundung der Planetenoberfläche mittels der Sensoren SENS zu lösen. Bisherige raumgestützte Radar- und/oder LIDAR-Sensoren konnten die Erdoberfläche zwei Mal jährlich abbilden. Aufgrund der höheren Verarbeitungsgeschwindigkeit können ein solcher Satellit bzw. ein solches Raumfahrzeug statt zweimal jährlich bis zu zwei Mal die Woche von dem Quantencomputersystem QUSYS vorbearbeitete und voranalysierte Sensordaten der Sensoren SENS der gesamten Erdoberfläche liefern. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung und/oder der LIDAR-Datenprozessierung auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, eine Fokussierung von SAR-Rohdaten vorzunehmen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Verfahren der SAR-Interferometrie auszuführen . Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Satelliten bzw. des Raumfahrzeugs und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, unter Nutzung eines oder des Quantencomputersystems QUSYS SAR-Bilder und/oder Radarbilder und/oder LIDAR-Bilder zu erzeugen und/oder auszuwerten.
• Figur 17
• 17 zeigt ein Beispiel eines Smartphones mit einem verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS. Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, ein oder mehrere Quantencomputer QC1, QC2 und eine zentrale Steuereinheit ZSE in das Smartphones integrieren. Für die Nacharbeit verweist die hier vorgelegte Schrift beispielhaft auf die Schrift WO 2020 239 172 A1 , die eine Methode zur CMOS Integration offenbart. Bevorzugt entspricht das Quantencomputersystem QUSYS dem Quantencomputersystem QUSYS der 4, 11 oder 12 oder ähnlichen.
• Vorrichtungsbestandteile des Smartphones können auch ggf. ausschließlich oder zusätzlich klassische Überwachungsaufgaben beispielsweise der Umfeldüberwachung mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Sensordaten der Sensoren SENS des Smartphones und der sonstigen Daten. Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil auch das Smartphone selbst sein kann, Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS des Smartphones bzw. der anderen Daten zu steigern und die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren SENS des Smartphones beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Smartphones und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE des Smartphones dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS des Smartphones zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS des Smartphones zu beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind das Smartphone und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben mittels der Sensoren SENS zu lösen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise eine Beobachtung und/oder Analyse militärischer Fragestellungen umfassen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile des Smartphones und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Umfelddatenprozessierung auszuführen.
• Figur 18
• 18 zeigt einen beispielhaften Drohnenschwarm mit einer ersten Drohne DR1 und einer zweiten Drohne DR2 und einer dritten Drohne DR3. Die Drohnen sind Beispiele unbemannter Flugkörper. Das Prinzip lässt sich auch auf Schwärme unbemannter Schwimmkörper und unbemannter Roboter (Landfahrzeuge) übertragen. Auch Mischungen dieser sind denkbar.
• 18 zeigt ein anderes Einsatzbeispiel des vorschlagsgemäßen verlegbaren Quantencomputers QC in den Drohnen DR1, DR2, DR3 eines Drohnenschwarms. In dem Beispiel der 18 handelt es sich jeweils bei den Drohen DR1, DR2, DR3 um beispielhafte Quadrokopter.
• In dem Beispiel der 18 umfasst jede Drohne des Beispiels einen ersten Quantencomputer QC1 und einen zweiten Quantencomputer QC2. Die Quantencomputer QC1, QC2 können beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE der jeweiligen Drohne der Drohnen DR1, DR2, DR3 FZ das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Flugzeugs und entlang der Route zum Ziel, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route zum Ziel und die geeignete Formation des Drohnenscharms auf dem Weg dorthin bearbeiten. Die Quantencomputer QC1, QC2 sind in dem Beispiel der 18 über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb der jeweiligen Drohne der Drohen DR1, DR2, DR3 mit der zentralen Steuereinheit ZSE innerhalb der jeweiligen Drohne der Drohen DR1, DR2, DR3 verbunden. In dem Beispiel der 18 ist beispielhaft die zentrale Steuereinheit ZSE in den externen Datenbus EXTDB eingefügt. Die Netzwerke der der Drohen DR1, DR2, DR3 sind bevorzugt mittels drahtloser Verbindungen miteinander verbunden, sodass die Quantencomputer der Drohnen DR1, DR2, DR3 mit den zentralen Steuereinheiten ZSE der Drohnen DR1, DR2, DR3 ein gemeinsames Quantencomputersystem QUSYS bilden. Die Quantencomputer QC1, QC2 der Drohnen DR1, DR2, DR3 entsprechen jeweils bevorzugt einem Quantencomputer QC der 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.
• In dem Beispiel der 18 sind die Drohen DR1, DR2, DR3 mit jeweils einer Kamera als Nutzlast versehen. Statt einer solchen Nutzlast ist auch eine Bewaffnung mit Raketen RKT und/oder eine die Bewaffnung mit anderen Waffen wie Maschinenkanonen, Störsendern, Aufklärungsvorrichtungen etc. denkbar. Insofern sind die Kamaras nur Beispiele für zusätzliches Equipment, das als Zuladung durch die Drohen DR1, DR2, DR3 transportiert werden kann. Insofern sind die Drohnen DR1, DR2, DR3 nur ein Beispiel für einen Quantencomputer gesteuerten Schwarm im weitesten Sinne.
• In dem Beispiel der 18 verfügen die Drohnen der Drohnen DR1, DR2, DR3 über ein jeweiliges Quantencomputersysteme QUSYS ähnlich der 4 mit einer oder mehreren zentralen Steuervorrichtungen ZSE, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB mit einem oder mehreren Quantencomputern QC1, QC2 verbunden sind.
• Der Drohnenschwarm verfügt somit in dem dargestellten Zustand über mehrere Quantencomputersysteme QUSYS in den jeweiligen Drohnen DR1, DR2, DR3.
• Ein erstes Quantencomputersystem QUSYS einer ersten Drohne DR1 umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der ersten Drohne DR1 und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der ersten Drohne DR1 und zumindest einen ersten Quantencomputer QC1 der ersten Drohne DR1 und in dem Beispiel einen zweiten Quantencomputer QC2 der ersten Drohne DR1.
• Ein zweites Quantencomputersystem QUSYS einer zweiten Drohne DR2 umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der zweiten Drohne DR2 und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der zweiten Drohne DR2 und zumindest einen ersten Quantencomputer QC1 der zweiten Drohne DR2 und in dem Beispiel einen zweiten Quantencomputer QC2 der zweiten Drohne DR2.
• Ein drittes Quantencomputersystem QUSYS einer dritten Drohne DR3 umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der dritten Drohne DR3 und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der ritten Drohne DR3 und zumindest einen ersten Quantencomputer QC1 der dritten Drohne DR3 und in dem Beispiel einen zweiten Quantencomputer QC2 der dritten Drohne DR3.
• Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, dass eine Funkverbindung die drei externen Datenbusse EXTDB der drei Drohen DR1, DR2, DR3 und damit das das erste Quantencomputersystem mit dem zweiten und dritten Quantencomputersystem verbindet.
• Die 18 offenbart somit einen Fahrzeugschwarm mit Schwarmmitgliedern - hier die Drohnen DR1, DR2, DR3 -, wobei zumindest ein Teil der Schwarmmitglieder jeweils zumindest einen Quantencomputer QC1, wie er zuvor beschrieben wurde, umfasst.
• Bevorzugt umfasst zumindest ein Teil der Schwarmmitglied jeweils zumindest einen solchen Quantencomputer QC1 in einem Quantencomputersystem QUSYS und zumindest einen weiteren solchen Quantencomputer QC2 und/oder zumindest eine zentralen Steuereinheit ZSE in Form eines konventionellen Rechnersystems.
• Bevorzugt sind die Quantencomputersysteme QUSYS von zumindest zwei Schwarmmitgliedern, besser von mehreren Schwarmmitgliedern, noch besser von allen Schwarmmitgliedern mittels einer drahtlosen Datenübertragungsstrecke miteinander gekoppelt. Drahtlose Übertragungsstrecken können im Sinne diese Dokuments akustisch und/oder optisch und/oder elektromagnetisch und/oder partikelbasierend oder der gleichen sein. Dies hat den Vorteil, dass sich der Drohnenschwarm auch bei Ausfall einer einzelnen Drohne umkonfigurieren kann.
• Es kann sich bei einem Schwarmmitglied im Sinne des hier vorgelegten Dokuments aber auch um ein Fahrzeug, ein Kraftfahrzeug, ein Zweirad, ein Dreirad oder einen Lastwagen, ein Nutzfahrzeug, einen Roboter, ein Transportfahrzeug, einen Drohne, eine Roboterdrohne, einen Flugkörper, einen Schwimmkörper, einen Tauchkörper, ein Schiff, ein U-Boot, eine See-Mine, eine Landmine, eine Rakete, ein Geschoss, einen Satelliten, eine Raumstation, einen Anhänger, einen Schleppkahn, einen Container, insbesondere einen See-Container und/oder Smartphone und/oder ein Kleidungsstück und/oder ein Schmuckstück und/oder ein tragbares Quantencomputersystem und/oder ein mobiles Quantencomputersystem und/oder Fahrzeug und/oder Roboter und/oder Flugzeug und/oder ein Rumflugkörper und/oder Unterwasserfahrzeug und/oder Oberwasserschwimmkörper und/oder Unterwasserschwimmkörper und/oder eine bewegliche medizinische Vorrichtung und/oder ein verlegbares Waffensystem und/oder Gefechtskopf und/oder Über- oder Unterwasserfahrzeug und/oder Geschoss und/oder andere mobile Vorrichtung und/oder bewegliche Vorrichtung und/oder dergleichen handeln.
• Vorrichtungsbestandteile des Drohnenschwarms können auch ggf. ausschließlich oder zusätzlich klassische Aufklärungsaufgaben beispielsweise der Luftraumradarüberwachung und Umfeldüberwachung mit innovativen Konzepten der Quantentechnologien verbinden. Im Vordergrund steht dabei die effizientere Verarbeitung der immensen Mengen an Radardaten und/oder LIDAR-Daten und/oder Ultraschalldaten und/oder Sensordaten der Sensoren SENS der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und der sonstigen Daten, wie Satellitendaten etc. Kann die hier vorgestellte Quanten-Hardware, deren Teil auch die Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und der Drohnenschwarm selbst sein können, Quantenalgorithmen ausführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder LIDAR-Sensoren und/oder insbesondere Ultraschallsensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms bzw. der anderen Daten, wie Satellitendaten, zu steigern und die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren SENS der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder die Radardatenverarbeitung der Radarsensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder der LIDAR-Daten der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder die Ultraschalldatenverarbeitung der Daten der Ultraschallsensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms beschleunigen sollen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile einer oder mehrerer Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE einer oder mehrerer Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren SENS und/oder insbesondere Radarsensoren und/oder LIDAR-Sensoren und/oder insbesondere Ultraschallsensoren, insbesondere der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder die Radardatenverarbeitung der Daten der Radarsensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder der Satelliten etc. und/oder der LIDAR-Datenverarbeitung der Daten der LIDAR-Sensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder die Ultraschalldatenverarbeitung der Daten der Ultraschallsensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms oder eines Bestandteils derselben zu steigern und die Verarbeitung der Sensordaten der Sensoren SENS der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder die Radardatenverarbeitung der Daten der Radarsensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder die LIDAR-Datenverarbeitung der Daten der LIDAR-Sensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder die Sonardatenverarbeitung der Daten der Sonarsensoren der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms oder eines Bestandteils derselben zu beschleunigen.
• Bevorzugt sind ein oder mehrere der Sensoren SENS Quantensensoren. Quantensensoren im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind dabei Sensoren, die mindestens einen Quantenpunkt (NV1, NV2) benutzen, um einen Messwert für eine physikalische Größe zu ermitteln und diesen Messwert dem Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) und/oder einem Quantencomputer QC zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt sind eine oder mehrere Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder das Quantencomputersystem (QUSYS, ZSE, QC1, QC2) dazu eingerichtet, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers QC komplexe Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Radarfernerkundung und oder der Erkundung der Erdoberfläche und/oder in der LIDAR-Fernerkundung und/oder in der Ultraschallerkundung und oder der Erkundung der Wasseroberfläche und/oder des Luftraums und/oder des Seegebiets mittels der Sensoren SENS zu lösen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise eine Beobachtung und/oder Analyse militärischer Fragestellungen umfassen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile einer oder mehrerer Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Quantencomputing-Routinen und - Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung und/oder der LIDAR-Datenprozessierung und/oder der Ultraschalldatenprozessierung auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, eine Fokussierung von Sensor-Rohdaten vorzunehmen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Verfahren der Radarinterferometrie und/oder Ultraschallinterferometrie auszuführen. Vorzugsweise sind also ein oder mehrere Vorrichtungsbestandteile der Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder das Quantencomputersystem QUSYS und/oder die Quantencomputer QC1, QC2 und ggf. die zentrale Steuereinheit ZSE dazu eingerichtet und/oder vorgesehen, Radarbilder und/oder LIDAR-Bilder und/oder Sonarbilder und/oder Bilder auf Basis der Sensordaten der Sensoren SENS einer oder mehrerer Drohnen DR1, DR2, DR3 des Drohnenschwarms und/oder von Satellitendaten und/oder anderen Daten zu erzeugen und/oder auszuwerten.
• Glossar
• Fahrzeug
• Es kann sich bei einem Fahrzeug im Sinne des hier vorgelegten Dokuments aber auch um ein Kraftfahrzeug, ein Zweirad, ein Dreirad oder einen Lastwagen, ein Nutzfahrzeug, einen Roboter, ein Transportfahrzeug, einen Drohne, eine Roboterdrohne, einen Flugkörper, einen Schwimmkörper, einen Tauchkörper, ein Schiff, ein U-Boot, eine See-Mine, eine Landmine, eine Rakete, ein Geschoss, einen Satelliten, eine Raumstation, einen Anhänger, einen Schleppkahn, einen Container, insbesondere einen See-Container und/oder Smartphone und/oder ein Kleidungsstück und/oder ein Schmuckstück und/oder ein tragbares Quantencomputersystem und/oder ein mobiles Quantencomputersystem und/oder Fahrzeug und/oder Roboter und/oder Flugzeug und/oder ein Rumflugkörper und/oder Unterwasserfahrzeug und/oder Oberwasserschwimmkörper und/oder Unterwasserschwimmkörper und/oder eine bewegliche medizinische Vorrichtung und/oder ein verlegbares Waffensystem und/oder Gefechtskopf und/oder Über- oder Unterwasserfahrzeug und/oder Geschoss und/oder andere mobile Vorrichtung und/oder bewegliche Vorrichtung und/oder dergleichen handeln. Sofern die hier vorgelegte Schrift ein bestimmtes Fahrzeug beschreibt, sind von der Beschreibung grundsätzlich auch alle anderen vorbeschriebenen Fahrzeuge umfasst und beansprucht, soweit dies im betreffenden Kontext sinnvoll ist. Insbesondere sind auch alle Anwendungen auf Waffen und Waffensysteme und bewegliche medizinische Vorrichtungen mitumfasst, die typischerweise zumindest zeitweise verlegbar sind. Im Sinne der hier vorgelegten Schrift legt diese Schrift den Begriff Fahrzeug also sehr weit als „transportable Vorrichtung“ aus, die ggf. insbesondere ggf. zeitweise über einen eigenen Antrieb und/oder Hilfsmittel zum Transport zu Wasser und/oder zu Lande und/oder in der Luft und/oder im Weltraum verfügt.
• horizontal
• Das Eigenschaftswort „horizontal“ wird in dieser Offenlegung sofern nicht ausdrücklich anders angegeben als Teil des Namens der Vorrichtungsteile und der zugehörigen Größen verwendet. Dies geschieht, da die Quantenbits durchnummeriert sind. Hierdurch können die Spalten (vertikal) und Zeilen (horizontal) innerhalb von zweidimensionalen Quantenbit-Anordnungen besser unterschieden werden. Eine „horizontale Leitung“ ist demnach eine Leitung innerhalb einer solchen zwei- oder eindimensionalen Anordnung, die längs einer Zeile entlanggeführt ist. Der zugeordnete Strom wird dann beispielsweise in analoger Weise als „horizontaler Leitungsstrom“ bezeichnet, um ein Beispiel für die Benennung einer Größe zu geben.
• Isotopenrein
• Isotopenrein im Sinne dieser Offenlegung ist ein Material dann, wenn die Konzentration anderer Isotope als der Basis-Isotope, die das Material dominieren, so gering ist, dass der technische Zweck in einem für die Produktion und den Verkauf von Produkten ausreichenden Maße mit einer wirtschaftlich ausreichenden Produktionsausbeute erreicht wird. Dies bedeutet, dass Störungen, die von solchen Isotopenverunreinigungen ausgehen, die Funktionstüchtigkeit der Quantenbits nicht oder höchstens ausreichend gering stören. Auf Diamant bezogen heißt das, dass der Diamant bevorzugt im Wesentlichen aus ¹²C-lsotopen als Basis-Isotopen besteht, die kein magnetisches Moment haben.
• Nähe
• Wenn in dieser Offenlegung beispielsweise von einer „Vorrichtung, die zur Erzeugung eines zirkular polarisierten Mikrowellenfeldes sich in der Nähe des Lot-Punktes (LOTP) oder am Lot-Punkt (LOTP) befindet“ die Rede ist, so ist der Begriff Nähe so zu verstehen, dass diese Vorrichtung mit ihrem polarisierten Mikrowellenfeld oder sonst wie auf den Quantenpunkt (NV), der sich auf der Lot-Linie (LOT) befindet, eine beabsichtigte Wirkung ausübt oder ausüben kann, wobei beabsichtigt wiederum im Zusammenhang mit der hier vorgelegten Offenlegung so zu verstehen ist, dass durch die beabsichtigte Wirkung ein Verfahrensschritt in den Funktionsschritten zur bestimmungsgemäßen Nutzung einer hier vorgeschlagenen Vorrichtung durchgeführt werden kann.
• NP Vollständigkeit
• In der Informatik bezeichnet man ein Problem als NP-vollständig (vollständig für die Klasse der Probleme, die sich nichtdeterministisch in Polynomialzeit lösen lassen), wenn es zu den schwierigsten Problemen in der Klasse NP gehört, also sowohl in NP liegt als auch NP-schwer ist. Dies bedeutet umgangssprachlich, dass es sich vermutlich nicht effizient lösen lässt.
• Formal wird NP-Vollständigkeit nur für Entscheidungsprobleme definiert (mögliche Lösungen nur „ja“ oder „nein“), während man bei anderen Problemtypen von NP-Äquivalenz spricht (etwa bei Suchproblemen oder Optimierungsproblemen). Umgangssprachlich wird diese Unterscheidung jedoch oft nicht vollzogen, so dass man ganz allgemein von „NP-vollständigen Problemen“ spricht, unabhängig davon, ob ein Entscheidungsproblem vorliegt oder nicht. Dies ist möglich, da verschiedene Problemtypen ineinander überführbar (aufeinander reduzierbar) sind.
• Ein Entscheidungsproblem ist NP-vollständig, wenn es
• • in der Komplexitätsklasse NP liegt: Ein deterministisch arbeitender Rechner benötigt nur polynomiell viel Zeit, um zu entscheiden, ob eine vorgeschlagene Lösung eines zugehörigen Suchproblems tatsächlich eine Lösung ist, und
• • zu den NP-schweren Problemen gehört: Alle anderen Probleme, deren Lösungen deterministisch in polynomieller Zeit überprüft werden können, können auf das Problem derart zurückgeführt werden, dass diese Rückführung auf einem deterministischen Rechner höchstens polynomielle Zeit in Anspruch nimmt. Man spricht von einer Polynomialzeitreduktion.
• NP-vollständige Probleme lassen sich vermutlich nicht effizient lösen, da ihre Lösung auf realen Rechnern viel Zeit in Anspruch nimmt. In der Praxis wirkt sich dies nicht in jedem Fall negativ aus, das heißt, es gibt für viele NP-vollständige Probleme Lösungsverfahren, anhand deren sie für in der Praxis auftretende Größenordnungen in akzeptabler Zeit lösbar sind.
• Viele in der Praxis auftauchende und wichtige Probleme sind NP-vollständig, was NP-Vollständigkeit zu einem zentralen Begriff der Informatik macht. Weiter verstärkt wird diese Bedeutung durch das sogenannte P-NP-Problem:
• • Für kein NP-vollständiges Problem konnte bisher nachgewiesen werden, dass es in polynomieller Zeit lösbar wäre.
• • Falls nur ein einziges dieser Probleme in polynomieller Zeit lösbar wäre, dann wäre jedes Problem in NP in polynomieller Zeit lösbar, was große Bedeutung für die Praxis haben könnte (jedoch nicht notwendigerweise haben muss).
• Seit der Einführung der NP-Vollständigkeit durch Cook wurde die Vollständigkeit zu einem allgemeinen Konzept für beliebige Komplexitätsklassen ausgebaut.
• PQC (Post Quantum Kryptografie)
• Zitat aus Wikipedia:
• „In der Kryptografie bezieht sich die Post-Quantum-Kryptografie (manchmal auch als quantensicher, quantensicher oder quantenresistent bezeichnet) auf kryptografische Algorithmen (in der Regel Public-Key-Algorithmen), von denen man annimmt, dass sie gegen einen kryptoanalytischen Angriff durch einen Quantencomputer sicher sind. Das Problem bei den zur Zeit der Anmeldung dieses Dokuments gängigen Algorithmen ist, dass ihre Sicherheit auf einem von drei schwierigen mathematischen Problemen beruht: dem Problem der ganzzahligen Faktorisierung, dem Problem des diskreten Logarithmus oder dem Problem des diskreten Logarithmus mit elliptischen Kurven. Alle diese Probleme können auf einem ausreichend leistungsfähigen Quantencomputer, auf dem der Shor-Algorithmus läuft, leicht gelöst werden.
• Obwohl die derzeit öffentlich bekannten experimentellen Quantencomputer nicht über die nötige Rechenleistung verfügen, um einen echten kryptografischen Algorithmus zu brechen, entwickeln viele Kryptografen neue Algorithmen, um sich auf eine Zeit vorzubereiten, in der Quantencomputer zu einer Bedrohung werden. Diese Arbeit hat durch die PQCrypto-Konferenzreihe seit 2006 und in jüngerer Zeit durch mehrere Workshops über sichere Quantenkryptografie, die vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) und dem Institut für Quanteninformatik veranstaltet wurden, größere Aufmerksamkeit bei Wissenschaftlern und Industrie erlangt.
• Im Gegensatz zu der Bedrohung, die die Quanteninformatik für die derzeitigen Public-Key-Algorithmen darstellt, gelten die meisten derzeitigen symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen und Hash-Funktionen als relativ sicher gegenüber Angriffen von Quantencomputern.[2][7] Der Quanten-Grover-Algorithmus beschleunigt zwar Angriffe auf symmetrische Verschlüsselungen, aber eine Verdoppelung der Schlüsselgröße kann diese Angriffe wirksam abwehren.[8] Daher muss sich die symmetrische Post-Quantum-Kryptografie nicht wesentlich von der derzeitigen symmetrischen Kryptografie unterscheiden.”
• Quantencomputerprogramm und Quantenoperation und Quanten-Op-Code
• Ein Quantencomputerprogramm ist im Sinne der hier vorgestellten Schrift ein Programm, das mindestens eine Quantenoperation umfasst und von einer Steuervorrichtung µC eines verlegbaren Quantencomputers QC ausgeführt wird. Bevorzugt kodieren ein oder mehrere binäre Daten im Speicher NVN, RAM der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC eine solche Quantenoperation. Beispielsweise kann es sich um ein vorbestimmtes Datenwort handeln. Eine Quantenoperation im Sinne der hier vorgelegten Schrift manipuliert zumindest den Quantenzustand zumindest eines Quantenpunkts der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers QC und/oder manipuliert zumindest den Quantenzustand zumindest eines Kernquantenpunkts der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, CI2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des verlegbaren Quantencomputers QC. Das Datenwort, das eine solche Quantenoperation symbolisiert bezeichnet die technische Lehre der hier vorgelegten Schrift auch als Quanten-Op-Code. Ein Quantencomputerprogramm umfasst somit zumindest einen Quanten-Op-Code. Der Quanten-Op-Code kann auch mehrere Datenwörter umfassen.
• Reines Substrat
• Ein reines Substrat im Sinne dieser Offenlegung liegt dann vor, wenn die Konzentration anderer Atome als der Basis-Atome, die das Material des Substrats dominieren, so gering ist, dass der technische Zweck in einem für die Produktion und den Verkauf von Produkten ausreichenden Maße mit einer wirtschaftlich ausreichenden Produktionsausbeute erreicht wird. Dies bedeutet, dass Störungen, die von solchen atomaren Verunreinigungen ausgehen, die Funktionstüchtigkeit der Quantenbits nicht oder höchstens ausreichend gering stören. Auf Diamant bezogen heißt das, dass der Diamant bevorzugt im Wesentlichen aus C-Atomen besteht und keine oder nur unwesentlich viele Fremdatome umfasst. Bevorzugt enthält der das Substrat möglichst keine ferromagnetischen Verunreinigungen wie beispielsweise Fe und/oder Ni, da deren Magnetfelder mit dem Spin des Quantenpunkts (NV) wechselwirken können.
• unwesentliche Phasendrehung
• Eine unwesentliche Phasendrehung des Zustandsvektors eines Quantenpunkts im Sinne dieser Offenlegung ist eine Phasendrehung, die für den Betrieb und die Funktionstüchtigkeit als unwesentlich oder korrigierbar betrachtet werden kann. Sie kann daher in erster Näherung als leich Null angenommen werden.
• vertikal
• Das Eigenschaftswort „vertikal” wird in dieser Offenlegung sofern nicht ausdrücklich anders angegeben als Teil des Namens der Vorrichtungsteile und der zugehörigen Größen verwendet. Dies geschieht, da die Quantenbits durchnummeriert sind. Hierdurch können die Spalten (vertikal) und Zeilen (horizontal) innerhalb von zweidimensionalen Quantenbit-Anordnungen besser unterschieden werden. Eine „vertikal Leitung” ist demnach eine Leitung innerhalb einer solchen zwei- oder eindimensionalen Anordnung, die längs einer Spalte entlanggeführt ist. Der zugeordnete Strom wird dann beispielsweise in analoger Weise als „vertikal Leitungsstrom” bezeichnet, um ein Beispiel für die Benennung einer Größe zu geben.
• Liste der zitierten Schriften
• Sofern im Rahmen der Nationalisierung einer internationalen Folgeanmeldung es das Recht des jeweiligen Rechtssystems des Staates, in dem die Nationalisierung der internationalen Anmeldung der hier vorgelegten Schrift erfolgt, eine Offenbarung per Referenz erlaubt ist, ist der Inhalt der folgenden Schriften vollumfänglicher Teil der hier vorgelegten Offenlegung.,
  CN 103 855 907 B ,
  CN 108 831 576 B ,
  CN 20 634 1126 U ,
  DE 1 240 967 B ,
  DE 1 564 070 B1 ,
  DE 2 124 465 B2 ,
  DE 7 219 216 U ,
  DE 69 411 078 T2 ,
  DE 19 602 875 A1 ,
  DE 19 738 066 A1 ,
  DE 19 957 669 A1 ,
  DE 19 782 844 538 B1 ,
  DE 10 2014 225 346 A1 ,
  DE 10 2018 127 394.0 ,
  DE 10 2019 130 114.9 ,
  DE 10 2019 120 076.8 ,
  DE 10 2019 121 137 ,
  DE 10 2020 125 189 A1
  DE 10 2020 101 784 B3
  DE 10 2020 007 977 B4
  DE 10 2021 110 964.7
  DE 20 2021 101 169 U1
  EP 2 874 292 B1 ,
  EP 2 986 852 B1 ,
  EP 3 007 350 B1 ,
  EP 3 075 064 A1 ,
  EP 3 093 966 B1 ,
  EP 3 279 603 B1 ,
  EP 3 345 290 B1 ,
  EP 3 400 642 B1 ,
  EP 3 646 452 B1 ,
  EP 3 863 165 A1 ,
  RU 126 229 U1 ,
  RU 2 566 620 C2 ,
  RU 2014 143 858 A ,
  US 5 443 657 A ,
  US 5 859 484 A ,
  US 8 552 616 B2 ,
  US 2016 377 029 A1 ,
  US 2018 226 165 A1 ,
  US 2019 368 464 A1 ,
  US 2021 147 061 A1 ,
  WO 2009 103 974 A1 ,
  WO 2014 031 037 A2
  WO 2016 100 008 A2 ,
  WO 2019 143 396 A2 ,
  WO 2021 159 117 A1 ,
  https://en.wikipedia.org/wiki/Supersingular_isogeny_key_exchange
  https://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography
  https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Quantengatter
  https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20110011201/downloads/20110011201.pdf
  https://de.wikipedia.org/wiki/Daisy_Chain
  https://en.wikipedia.org/wiki/Cryocooler
  https://de.wikipedia.org/wiki/NP-Vollst%C3%A4ndigkeit#:^~:text=In%20der%201nformatik%20bezeichnet%20man%20ein%20Problem% 20als,diese%20Unterscheidung%20jedoch%20oft%20nicht%20vollzogen%2C%20so%20
  https://en.wikipedia.org/wiki/NP-hardness
  https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20110011201/downloads/20110011201.pdf
  Buch Daniel J. Bernstein, Johannes Buchmann, Erik Dahmen „Post-Quantum Cryptography“ 19. November 2008" Springer; 2009. Edition (19. November 2008), ISBN-10: 3540887016, ISBN-13: 978-3540887010
  Ovidiu Calin, „Deep Learning Architectures: A Mathematical Approach (Springer Series in the Data Sciences)“, Springer; 1st ed. 2020 Edition (14. Februar 2021), ISBN-10: 3030367231, ISBN-13: 978-3030367237
  Franklin R. Chang Diaz, F. Wall y Baitty, Jared P. Squire, Richard H. Goulding, Edgar A. Bering, Roger D. Bengtson, „The Vasimr Engine: Project Status and Recent Accomplishments”, herunterladbar am 09.01.2022 von https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20110011201/downloads/20110011201.pdf.
  Hugo K. Messerle (Autor), „Magnetohydrodynamic Electrical Power Generation (UNESCO Energy Engineering Series)“, John Wiley & Sons Ltd (1. August 1995), ISBN-10: 0471942529, ISBN-13: 978-0471942528.
  Steven Prawer (Herausgeber), Igor Aharonovich (Herausgeber), „Quantum Information Processing with Diamond: Principles and Applications“, Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Band 63, Woodhead Publishing, 8. Mai 2014, ISBN-10 : 0857096567, ISBN-13 : 978-0857096562
  Petr Siyushev, Milos Nesladek, Emilie Bourgeois, Michal Gulka, Jaroslav Hruby, Takashi Yamamoto, Michael Trupke, Tokuyuki Teraji, Junichi Isoya, FedorJelezko, „Photoelectrical imaging and coherent spin-state readout of single nitrogen-vacancy centers in diamond“, Science 363, 728-731 (2019) 15 February 2019
  Akinori Tanaka, Akio Tomiya, Koji Hashimoto, „Deep Learning and Physics (Mathematical Physics Studies)“ 21. Februar 2021, Herausgeber: Springer; 1st ed. 2021 Edition, ISBN-10: 9813361077, ISBN-13: 978-9813361072
  Vasily Y. Ushakov (Autor), „Electrical Power Engineering: Current State, Problems and Perspectives (Green Energy and Technology)“, Taschenbuch - 18. August 2018, Springer; 1st ed. 2018 Edition (18. August 2018), ISBN-10: 3319872850, ISBN-13: 978-3319872858.
• Bezugszeichenliste

1

Software Stack des vorgeschlagenen Quantencomputers QC;

2

Anwendungsprogramm;

3

hybride quantentechnologisch/klassische Programme und Software;

4

klassische Algorithmen;

5

klassische Programme und Software;

6

klassische Computerhardware, insbesondere in von Neumann- oder Harvard-Architektur;

7

quantentechnologische Algorithmen;

8

abstrakte Quantengatter-Modelle;

9

Transcompiler, Optimierer und Quantenfehlerkorrektur;

10

 

11

Quantengatter-Hardware-Modell;

12

Kontrollprogramm 12 für die Kontrolle und Steuerung des einen oder der mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes mittels einer oder mehrerer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA, insbesondere vertikaler Leitungen LV1, LV2 oder horizontaler Leitungen LH1 am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, zum Einwirken auf die Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, CI2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC;

13

SPc Laser-Kontrollprogramm 13 für die Kontrolle und Steuerung des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und damit der Lichtquelle LD für die Erzeugung von Lichtpulsen mittels des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und der Lichtquelle LD;

14

Kontrollprogramm 14 zur Steuerung des Auslesens der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, CI2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC mittels der Steuervorrichtung µC. Bevorzugt handelt es sich um ein Kontrollprogramm 14 für die Ansteuerung die Kontrolle und das Auslesen von Werten der Mittel PD, V zum optischen Auslesen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, CI2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC durch die Steuervorrichtung µC und/oder um ein Kontrollprogramm 14 für die Ansteuerung die Kontrolle und das Auslesen von Werten der Mittel zum elektrischen Auslesen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC;

15

Kontrollprogramm 15 zur Erfassung der magnetischen Flussdichte B im Bereich der der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, CI2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC mittels Magnetfeldsensoren MSx für die magnetische Flussdichte B_x in Richtung der X-Achse und/oder mittels Magnetfeldsensoren MSy für die magnetische Flussdichte B_y in Richtung der Y-Achse und/oder mittels Magnetfeldsensoren MSz für die magnetische Flussdichte B_z in Richtung der Z-Achse und/oder zur Steuerung und Kontrolle von Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und/oder zur Steuerung und Kontrolle von Magnetfelderzeugungsmitteln MGx, MGy, MGz;

16

Kontrollprogramm 16 zur Steuerung des optischen Systems OS um das Einstrahlen des Laser-Strahls LB in das Substrat D bei Bedarf zu optimieren;

17

Kontrollprogramm 17 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Kontrolle und Einstellung von DC-Strompegeln und/oder DC-Spannungspegeln zu Beeinflussung von bestimmten Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder bestimmten Kernquantenpunkte Cl1₁, Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁, CI2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ des Quantencomputers QC in der Art, dass sie ggf. nicht an einer Hardware-Operation teilnehmen oder an einer Hardware-Operation teilnehmen.;

18

NICHT BENUTZT,

19

Software-Teil des Software-Stacks;

20

Hardware-Teil des Software-Stacks;

21

innerer Quantencomputer;

22

Positionskontrollprogramm 22 zur Kontrolle und Steuerung einer Positioniervorrichtung XT, YT zur Positionierung und ggf. Ausrichtung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS;

23

Temperaturkontrollprogramm 23 zur Kontrolle einer oder mehrerer Kühlvorrichtungen KV und/oder einer oder mehrerer Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS;

24

ggf. vorhandenes Fahrzeugkontrollprogramm 24 zur Kontrolle und Steuerung von ggf. vorhandenen Fahrzeugfunktionen eines ggf. fahrenden, verlegbaren Quantencomputers QC;

25

ggf. für die Kommunikation durch den Steuerrechner µC genutztes Kryptografieprogramm 25 zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von Daten, die der Quantencomputer QC und/oder die Steuervorrichtung µC über die die Datenschnittstelle DBIF erhalten oder senden, und/oder zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von anderen Daten des Quantencomputers QC. Bevorzugt handelt es sich um ein PQC-fähiges Kryptografieverfahren,

26

ein oder mehrere Messwerterfassungsprogramme 26 zur Abfrage der Messwerte und zur Steuerung und Kontrolle der zugehörigen Messsysteme;

27

Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 zur Lagebeurteilung des Gesamtzustands des Fahrzeugs und/oder der Umgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Messwerten;

28

Datenschnittstellenprogramm. Zur Steuerung und Kontrolle einer oder mehrerer Datenschnittstellen DBIF;

ADCV

Analog-zu-Digital-Wandler des Verstärkers V;

AS

Abschirmung;

BENG

erste Energiereserve;

BENG2

zweite Energiereserve;

BNV

rotierendes Magnetfeld;

BSC

Rückseitenkontakt;

BTR

Energiereserve des Fahrzeugs (U-Boot, Kfz etc.);

CBA

Kontrolleinheit A;

CBB

Kontrolleinheit B;

CECEQUREG

Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister;

CEQUREG1

erstes Kern-Elektron-Quantenregister;

CEQUREG2

zweites Kern-Elektron-Quantenregister;

Cl1

erster Kernquantenpunkt. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt Cl1 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl1 bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 .;

Cl11

erster Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU QUALU1. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl1₁ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der erste Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 ist in der 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der erste Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 so angekoppelt ist, wie in der 2 der erste Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

Cl12

zweiter Kernquantenpunkt Cl1₂ der ersten QuantenALU QUALU1. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Kernquantenpunkt Cl1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl1₂ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der zweite Kernquantenpunkt Cl1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 ist in der 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der zweite Kernquantenpunkt Cl1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 so angekoppelt ist, wie in der 2 der zweite Kernquantenpunkt Cl1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

Cl13

dritter Kernquantenpunkt Cl1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften dritten Kernquantenpunkt Cl1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl1₃ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der dritte Kernquantenpunkt Cl1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 ist in der 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der dritte Kernquantenpunkt Cl1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 so angekoppelt ist, wie in der 2 der dritte Kernquantenpunkt Cl1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

C12

zweiter Kernquantenpunkt. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Kernquantenpunkt C12 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI2 bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 .;

Cl21

erster Kernquantenpunkt Cl2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt Cl2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl2₁ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der erste Kernquantenpunkt Cl2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 ist in der 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der erste Kernquantenpunkt Cl2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 so angekoppelt ist, wie in der 2 der erste Kernquantenpunkt Cl2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 angekoppelt ist;

Cl22

zweiter Kernquantenpunkt Cl2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Kernquantenpunkt Cl2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl2₂ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der zweite Kernquantenpunkt Cl2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 ist in der 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der zweite Kernquantenpunkt Cl2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 so angekoppelt ist, wie in der 2 der zweite Kernquantenpunkt Cl2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 angekoppelt ist;

Cl23

dritter Kernquantenpunkt C12₃ der zweiten QuantenALU QUALU2. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt C12₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl2₃ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der dritte Kernquantenpunkt Cl2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 ist in der 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der dritte Kernquantenpunkt Cl2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 so angekoppelt ist, wie in der 2 der dritte Kernquantenpunkt Cl2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 angekoppelt ist;

CI3

dritter Kernquantenpunkt. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften dritten Kernquantenpunkt CI3 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl3 bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 ;

Cl31

erster Kernquantenpunkt Cl3₁ der dritten QuantenALU QUALU3. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt Cl3₁ der dritten QuantenALU QUALU3 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl3₁ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der erste Kernquantenpunkt Cl3₁ der dritten QuantenALU QUALU3 ist in der 3 und in der 2 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der erste Kernquantenpunkt Cl3₁ der dritten QuantenALU QUALU3 an den dritten Quantenpunkt NV3 so angekoppelt ist, wie in der 2 der erste Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

CI32

zweiter Kernquantenpunkt Cl3₂ der dritten QuantenALU QUALU3. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Kernquantenpunkt Cl3₂ der dritten QuantenALU QUALU3 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl3₂ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der zweit Kernquantenpunkt Cl3₂ der dritten QuantenALU QUALU3 ist in der 3 und in der 2 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der zweite Kernquantenpunkt Cl3₂ der dritten QuantenALU QUALU3 an den dritten Quantenpunkt NV3 so angekoppelt ist, wie in der 2 der zweite Kernquantenpunkt Cl1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

Cl33

dritter Kernquantenpunkt Cl3₃ der dritten QuantenALU QUALU3. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt Cl3₃ der dritten QuantenALU QUALU3 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts Cl3₃ bevorzugt im Wesentlichen oder noch mehr bevorzugt absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4 . Der dritte Kernquantenpunkt Cl3₃ der dritten QuantenALU QUALU3 ist in der 3 und in der 2 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der 3 der dritte Kernquantenpunkt Cl3₃ der dritten QuantenALU QUALU3 an den dritten Quantenpunkt NV3 so angekoppelt ist, wie in der 2 der erste Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

CIF

erste Kameraschnittstelle;

ClF2

zweite Kameraschnittstelle;

CM1

erste Kamera;

CM2

zweite Kamera;

CPU

Rechnerkern;

D

Substrat;

d1

erster Abstand, in dem ich der erste Quantenpunkt NV1 unter der Oberfläche OF des Substrats D befindet;

d2

zweiter Abstand, in dem ich der zweite Quantenpunkt NV2 unter der Oberfläche OF des Substrats D befindet;

DBIF

Datenschnittstelle;

DBIFa

Datenschnittstelle A;

DBlFb

Datenschnittstelle B;

DBS

dichroischer Spiegel;

DEV

Energieversorgung von übrigen Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC, wobei dies typischerweise auch Vorrichtungsteile mit anderen Bezugszeichen betrifft. Zur besseren Übersicht sind die Energieversorgungsleitungen der übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC in der 1 nicht eingezeichnet;

DR1

erste Drohne;

DR2

zweite Drohne;

DR3

dritte Drohne;

ENG

Antrieb des Fahrzeugs;

ERS

Energiesystem;

EXDB

externer Datenbus;

EV

Energieversorgung;

λfl

Fluoreszenzstrahlungswellenlänge;

λpmp.

Pumpstrahlungswellenlänge;

FHB

Fabrikhalle bzw. stationäre Vorrichtung;

fHF

Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz;

FL

Fluoreszenzstrahlung;

FLC

Feuerleitstand. Der Feuerleitstand kann eine zentrale Steuereinheit ZSE sein.

FLR

Fluglageregelungssystem;

FZ

Flugzeug;

FZT

Flugzeugträger;

GDX

X-Steuervorrichtung für die translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung XT;

GDY

Y-Steuervorrichtung für die translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT;

GH

Gehäuse;

GPS

Navigationssystem oder Vorrichtung zur Positionsbestimmung und/oder Ausrichtungsbestimmung des Quantencomputers QC. Das Navigationssystem kann ggf. auch translatorische Geschwindigkeiten und/oder Rotationsgeschwindigkeiten des Quantencomputers QC bestimmen und an den rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den internen Datenbus INTDB melden. Das Navigationssystem kann ggf. auch translatorische Beschleunigungen und/oder Rotationsbeschleunigungen des Quantencomputers QC bestimmen und an den rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den internen Datenbus INTDB melden;

HD1

erste horizontale Treiberstufe zur Ansteuerung des ersten anzusteuernden Quantenpunkts NV1;

HD2

zweite horizontale Treiberstufe zur Ansteuerung des zweiten anzusteuernden Quantenpunkts NV2;

HD3

dritte horizontale Treiberstufe zur Ansteuerung des dritten anzusteuernden Quantenpunkts NV3;

HeCLCS

Closed Loop Helium Gas Cooling-System;

HS1

erste horizontale Empfängerstufe HS1, die mit der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 eine Einheit bilden kann, zur Ansteuerung des ersten anzusteuernden Quantenpunkts NV1;

HS2

zweite horizontale Empfängerstufe HS2, die mit der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 eine Einheit bilden kann, zur Ansteuerung des zweiten anzusteuernden Quantenpunkts NV2;

HS3

dritte horizontale Empfängerstufe HS3, die mit der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 eine Einheit bilden kann, zur Ansteuerung des dritten anzusteuernden Quantenpunkts NV3;

lH1

erster horizontaler Strom. Der erste horizontale Strom ist der elektrische Strom, der die erste horizontale Leitung LH1 durchströmt.

IH2

zweiter horizontaler Strom. Der zweite horizontale Strom ist der elektrische Strom, der die zweite horizontale Leitung LH2 durchströmt.

IH3

dritter horizontaler Strom. Der dritte horizontale Strom ist der elektrische Strom, der die dritte horizontale Leitung LH3 durchströmt.

lp

Intensität der Pulse der gepulsten Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD;

lpHF

Amplitude l_pHF eines Pulses des zeitlichen Hüllkurvenverlaufs der Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes durch die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte Cl1₁ Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁ Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃;

IS

Isolation;

ISH1

erster horizontaler Abschirmstrom, der durch die erste horizontale Abschirmleitung SH1 fließt;

ISH2

zweiter horizontaler Abschirmstrom Strom, der durch die zweite horizontale Abschirmleitung SH2 fließt;

ISH3

dritter horizontaler Abschirmstrom Strom, der durch die dritte horizontale Abschirmleitung SH3 fließt;

ISH4

vierter horizontaler Abschirmstrom Strom, der durch die vierte horizontale Abschirmleitung SH4 fließt;

ISV1

erster vertikaler Abschirmstrom, der durch die erste vertikale Abschirmleitung SV1 fließt;

ISV2

zweiter vertikaler Abschirmstrom, der durch die zweite vertikale Abschirmleitung SV2 fließt;

IV1

erster vertikaler Strom. Der erste vertikale Strom ist der elektrische Strom, der die erste vertikale Leitung LV1 durchströmt;

IVV

interner Verstärker innerhalb des Verstärkers V;

KFZ

Auto als Beispiel eines Fahrzeugs;

KH1

erster horizontaler Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Quantenpunkt NV1. Der erste horizontale Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 verbindet beispielsweise die erste horizontale Abschirmleitung SH1 im ersten Quantenbit QUB1 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KH2

zweiter horizontaler Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Quantenpunkt NV1 und erster horizontaler Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2. Das erste Quantenbit QUB1 und das zweite Quantenbit QUB2 nutzen in dem Beispiel der 3 diesen Kontakt gemeinsam. Der Kontakt verbindet beispielsweise die zweite horizontale Abschirmleitung SH2 im ersten Quantenbit QUB1 und im zweiten Quantenbit QUB2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KH3

zweiter horizontaler Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2 und erster horizontaler Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 mit dem dritten Quantenpunkt NV3. Das zweite Quantenbit QUB2 und das dritte Quantenbit QUB3 nutzen in dem Beispiel der 3 diesen Kontakt gemeinsam. Der Kontakt verbindet beispielsweise die dritte horizontale Abschirmleitung SH3 im zweiten Quantenbit QUB2 und im dritten Quantenbit QUB3 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KH4

zweiter horizontaler Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 mit dem dritten Quantenpunkt NV3. Der Kontakt verbindet beispielsweise die vierte horizontale Abschirmleitung SH3 im dritten Quantenbit QUB3 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV11

erster vertikaler Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Quantenpunkt NV1. Der erste vertikale Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 verbindet die erste vertikale Abschirmleitung SV1 im ersten Quantenbit QUB1 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV12

zweiter vertikaler Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Quantenpunkt NV1. Der zweite vertikale Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 verbindet bevorzugt die zweite vertikale Abschirmleitung SH2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV21

erster vertikaler Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2. Der erste vertikale Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 verbindet die erste vertikale Abschirmleitung SV1 im zweiten Quantenbit QUB2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV22

zweiter vertikaler Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2. Der zweite vertikale Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 verbindet bevorzugt die zweite vertikale Abschirmleitung SH2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV31

erster vertikaler Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 mit dem dritten Quantenpunkt NV3. Der erste vertikale Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 verbindet die erste vertikale Abschirmleitung SV1 im dritten Quantenbit QUB3 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV32

zweiter vertikaler Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 mit dem dritten Quantenpunkt NV3. Der zweite vertikale Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 verbindet bevorzugt die zweite vertikale Abschirmleitung SH2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Bevorzugt handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV

verlegbare Kühlvorrichtung;

LB

Pumpstrahlung;

LD

Lichtquelle;

LDRV

Lichtquellentreiber;

LDV

Ladevorrichtung;

LH1

erste horizontale Leitung;

LH2

zweite horizontale Leitung;

LH3

dritte horizontale Leitung;

LM

Leuchte mit einem Leuchtmittel;

LV1

erste vertikale Leitung;

µC

Steuervorrichtung;

µC1

erste Steuervorrichtung des ersten Quantencomputers QC1;

µC1a

erste Steuervorrichtung A des ersten Quantencomputers QC1;

µC1b

erste Steuervorrichtung B des ersten Quantencomputers QC1;

pC2

zweite Steuervorrichtung des zweiten Quantencomputers QC2;

µC3

dritte Steuervorrichtung des dritten Quantencomputers QC3;

pC4

vierte Steuervorrichtung des vierten Quantencomputers QC4;

µC5

fünfte Steuervorrichtung des fünften Quantencomputers QC5;

µC6

sechste Steuervorrichtung des sechsten Quantencomputers QC6;

µC7

siebte Steuervorrichtung des siebten Quantencomputers QC7;

µC8

achte Steuervorrichtung des achten Quantencomputers QC8;

µC9

neunte Steuervorrichtung des neunten Quantencomputers QC9;

µC10

zehnte Steuervorrichtung des zehnten Quantencomputers QC10;

µC11

elfte Steuervorrichtung des elften Quantencomputers QC11;

µC12

zwölfte Steuervorrichtung des zwölften Quantencomputers QC12;

µC13

dreizehnte Steuervorrichtung des dreizehnten Quantencomputers QC13;

µC14

vierzehnte Steuervorrichtung des vierzehnten Quantencomputers QC14;

µC15

fünfzehnte Steuervorrichtung des fünfzehnten Quantencomputers QC15;

µC16

sechzehnte Steuervorrichtung des sechzehnten Quantencomputers QC16;

µCV

Steuervorrichtung des Verstärkers V;

MDBIF

interne Datenschnittstelle MDBIF;

MEMDBV

Speicherdatenbus zwischen Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und Speicher MEMV des Verstärkers V;

MEMV

Speicher des Verstärkers V;

MFSx

erste Magnetfeldsteuerung;

MFSy

zweite Magnetfeldsteuerung;

MFSz

dritte Magnetfeldsteuerung;

MGx

erstes Magnetfelderzeugungsmittel, das bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_x erzeugt, die bevorzugt im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die bevorzugt der ersten Richtung, also beispielsweise der Richtung der X-Achse, entspricht;

MGy

zweites Magnetfelderzeugungsmittel, das bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_y erzeugt, die bevorzugt im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die bevorzugt der zweiten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Y-Achse, entspricht;

MGz

drittes Magnetfelderzeugungsmittel, das bevorzugt eine magnetische Flussdichte B_z erzeugt, die bevorzugt im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die bevorzugt der dritten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Y-Achse, entspricht;

MSx

Magnetfeldsensor für die magnetische Flussdichte B_x in Richtung der X-Achse;

MSy

Magnetfeldsensor für die magnetische Flussdichte B_y in Richtung der Y-Achse;

MSz

Magnetfeldsensor für die magnetische Flussdichte B_z in Richtung der Z-Achse;

mWA

Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne;

MW/RF-AWFG

Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator);

NAV

Navigationssystem und/oder Autopilot;

NV1

erster Quantenpunkt. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Quantenpunkt NV1 um ein paramagnetisches Zentrum in dem Substrat D. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Quantenpunkt NV1 um ein NV-Zentrum oder um ein SiV-Zentrum oder ein ST1-Zentrum in dem Substrat D;

NV2

zweiter Quantenpunkt. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Quantenpunkt NV2 um ein paramagnetisches Zentrum in dem Substrat D. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Quantenpunkt NV2 um ein NV-Zentrum oder um ein SiV-Zentrum oder ein ST1-Zentrum in dem Substrat D;

NV3

dritten Quantenpunkt. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften dritten Quantenpunkt NV3 um ein paramagnetisches Zentrum in dem Substrat D. Bevorzugt handelt es sich bei dem beispielhaften dritten Quantenpunkt NV3 um ein NV-Zentrum oder um ein SiV-Zentrum oder ein ST1-Zentrum in dem Substrat D;

NVM

nicht flüchtiger Speicher;

OF

Oberfläche;

OS

optisches System;

OSZ

Taktgeber des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC;

PD

Fotodetektor;

PM

Permanentmagnet;

PV

Positioniervorrichtung für den Permanentmagneten PM;

PVC

Steuervorrichtung für die Positioniervorrichtung PV für den Permanentmagneten PM;

PWR

Energieversorgung der Ladevorrichtung LDV;

QC

Quantencomputer;

QC1

erster Quantencomputer;

QC2

zweiter Quantencomputer;

QC3

dritter Quantencomputer;

QC4

vierter Quantencomputer;

QC5

fünfter Quantencomputer;

QC6

sechster Quantencomputer;

QC7

siebter Quantencomputer;

QC8

achter Quantencomputer;

QC9

neunter Quantencomputer;

QC10

zehnter Quantencomputer;

QC11

elfter Quantencomputer;

QC12

zwölfter Quantencomputer;

QC13

dreizehnter Quantencomputer;

QC14

vierzehnter Quantencomputer;

QC15

fünfzehnter Quantencomputer;

QC16

sechzehnter Quantencomputer;

QCTV

Quantencomputersystemtrennvorrichtung. Die Quantencomputersystemtrennvorrichtung trennt bevorzugt einen externen Datenbus EXTDB, der beispielsweise ein erstes Quantencomputersystem QUSYS mit einem zweiten Quantencomputersystem QUSYS verbindet im Bedarfsfall auf, sodass das Quantencomputersystem QUSYS, das zuvor das erste und das zweite Quantencomputersystem QUSYS umfasste durch die Auftrennung in zwei separate Quantencomputersysteme QUSYS zerfällt. Die Quantencomputersystemtrennvorrichtung kann aber auch ein zuvor separates erstes Quantencomputersystem QUSYS mit einem zuvor separaten zweiten Quantencomputersystem QUSYS verbinden und im Bedarfsfall koppeln, sodass das Quantencomputersystem QUSYS entsteht, das anschließend das erste und das zweite Quantencomputersystem QUSYS umfasst durch die Verbindung dieser beiden Quantencomputersysteme über Quantencomputersystemtrennvorrichtung zu einem Quantencomputersystem QUSYS verschmilzt;

QUALU1

erste QuantenALU. Die beispielhafte erste QuantenALU besteht aus einem ersten Quantenpunkt NV1 und einem ersten Kernquantenpunkt Cl1₁ der ersten QuantenALU und einem zweiten Kernquantenpunkt Cl1₂ der ersten QuantenALU und einem dritten Kernquantenpunkt Cl1₃ der ersten QuantenALU (2);

QUALU2

zweite QuantenALU. Die beispielhafte zweite QuantenALU besteht aus einem zweiten Quantenpunkt NV2 und einem ersten Kernquantenpunkt Cl2₁ der zweiten QuantenALU und einem zweiten Kernquantenpunkt Cl2₂ der zweiten QuantenALU und einem dritten Kernquantenpunkt C12₃ der zweiten QuantenALU (2);

QUSYS

verlegbares Quantencomputersystem;

RAM

flüchtiger Speicher;

RKT

Rakete. Die Rakete ist nur ein Beispiel einer möglichen Zuladung. Die Zuladung kann selbst wieder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfassen. Bevorzugt ist das Quantencomputersystem QUSYS der Zuladung während der Zeit der Zuladung mit dem Quantencomputersystem QUSYS des Fahrzeugs FZ, oder des Objekts, in dem die Zuladung aufgestellt oder gelagert wird, beispielsweise über einen Externen Datenbus EXTDB verbunden;

RKTC

Raketenabschusskontrolle;

50

Empfängerausgangssignal;

S1

Empfangssignal;

S4

Messwertsignal;

S5

Sendesignal;

SC

See-Container. Der Seecontainer ist nur ein Beispiel eines transportablen Behältnisses in dem ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS oder ein oder mehrere Quantencomputer QC betrieben werden können;

SCHR

Schiffsschraube;

SDB

Steuerdatenbus;

SDBV

interner Steuerdatenbus innerhalb des Verstärkers V;

SENS

ein oder mehrere Sensoren;

SH1

erste horizontale Abschirmleitung;

SH2

zweite horizontale Abschirmleitung;

SH3

dritte horizontale Abschirmleitung;

SH4

vierte horizontale Abschirmleitung;

SRG

erste Energieaufbereitungsvorrichtung, insbesondere ein Spannungswandler oder ein Spannungsregler oder ein Stromregler;

SRG2

zweite Energieaufbereitungsvorrichtung, insbesondere ein Spannungswandler oder ein Spannungsregler oder ein Stromregler;

ST

Temperatursensor;

STM

halbdurchlässiger Spiegel;

SUB

Unterseeboot;

SV1

erste horizontale Abschirmleitung;

SV2

zweite vertikale Abschirmleitung;

TL

Tieflader. Der Tieflader ist ein Beispiel eines Fahrzeugs ohne eigenen Antrieb.

TRP

Torpedos;

TRPC

Torpedoabschusskontrolle;

TS

Trennvorrichtung;

t0HF

Referenzzeitpunkt eines Pulses des gepulsten elektromagnetischen Felds mit Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz f_HF. Bevorzugt ist der Referentzeitpunkt t_0HF gleich dem Referenzzeitpunkt t_op für eine Pulssequenz oder zeitlich fest beabstandet zum Referenzzeitpunkt für eine Pulssequenz t_0p;

t0p

Referenzzeitpunkt für eine Pulssequenz. Bevorzugt ist der Referentzeitpunkt t_0p für eine Pulssequenz gleich dem Referenzzeitpunkt t_0HF oder zeitlich fest beabstandet zum Referenzzeitpunkt t_0HF;

tdp

die zeitliche Dauer t_dp der Pulse der gepulsten Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD;

tdHF

zeitliche Pulsdauer des Pulses des gepulsten elektromagnetischen Felds mit Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz f_HF. Es handelt sich um die zeitliche Pulsdauer des zeitlichen Hüllkurvenverlaufs der Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes durch die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte Cl1₁ Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁ Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃ in Pulsform;

tsp

zeitliche Lage der Pulse der gepulsten Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD bezogen auf einen Bezugszeitpunkt t₀ In der Regel bezeichnet die zeitliche Lage t_sp eines Pulses den Startzeitpunkt des betreffenden Pulses;

tspHF

Pulsstartzeitpunkt t_spHF relativ zum Referenzzeitpunkt t_0HF eines Pulses des zeitlichen Hüllkurvenverlaufs der Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes durch die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte Cl1₁ Cl1₂, Cl1₃, Cl2₁ Cl2₂, Cl2₃, Cl3₁, Cl3₂, Cl3₃;

UDB1

erster Unterdatenbus;

UDB2

zweiter Unterdatenbus;

UDB3

dritter Unterdatenbus;

UDB4

vierter Unterdatenbus;

ÜOSZ

Überwachungstakterzeugung der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC;

US

Unterseite des Substrats D;

V

Verstärker;

V1

Ausgangssignal des internen Verstärkers IVV des Verstärkers V und Eingangssignal des Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V;

V2

Datenleitung zwischen der Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und dem Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V;

Vbatext

elektrische Energie einer externen Energieversorgung, beispielsweise einer externen Spannungsversorgung;

VD1

ersten vertikale Treiberstufe zur Ansteuerung der anzusteuernden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3;

VIF

Datenschnittstelle des Verstärkers V zum Steuerdatenbus SDB;

VS1

erste vertikale Empfängerstufe, die mit der ersten vertikalen Treiberstufe VD1 eine Einheit bilden kann, zur Ansteuerung der ersten anzusteuernden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3;

WFG

Wellenformgenerator;

XT

translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung;

YT

translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung;

ZM

Zugmaschine. Die Zugmaschine ist ein Beispiel für einen Antrieb für ein Behältnis mit einem oder mehreren Quantencomputern QC und/oder einem oder mehreren Quantencomputersystemen QUSYS, der von dem Behältnis getrennt werden kann oder dem Behältnis hinzugefügt werden kann. In dem Beispiel der 6b ist das Behältnis ein beispielhafter Tieflader TL mit einem See-Container SC;

ZSE

zentrale Steuereinheit;

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
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• WO 2020239172 A1 [0461, 0468]

Claims (10)

1. Mobile Vorrichtung, wobei die mobile Vorrichtung ein Quantencomputersystem (QUSYS) umfasst und wobei das Quantencomputersystem (QUSYS) zumindest einen Quantencomputer (QC1, QC2) umfasst und wobei die mobile Vorrichtung Sensoren (SENS) umfasst und wobei diese Sensoren insbesondere umfassen können und wobei die mobile Vorrichtung Sensoren (SENS) und/oder Messmittel umfasst und wobei die Sensoren (SENS) und/oder Messmittel Messwerte insbesondere über die Umgebung der mobilen Vorrichtung und/oder über Zustände der mobilen Vorrichtung und/oder über Zustände von Insassen der mobilen Vorrichtung und/oder über Nutzer/Nutzerinnen der mobilen Vorrichtung und/oder über Zustände der Zuladung der mobilen Vorrichtung, an das Quantencomputersystem (QUSYS) liefern und wobei zumindest ein oder mehrere Sensoren (SENS) der mobile Vorrichtung einer der folgenden Messwerte liefernden Sensoren (SENS) ist oder zumindest einen der folgenden Messwert liefernden Sensoren (SENS) als Untersystem umfasst: - einen Radar-Sensor und/oder - ein Mikrofon und/oder - ein Ultraschalmikrofon und/oder - ein Infraschallmikrofon und/oder - einen Ultraschalltransducer und/oder - einen Infrarotsensor und/oder - einen Gassensor und/oder - einen Beschleunigungssensor und/oder - einen Geschwindigkeitssensor und/oder - einen Strahlungsdetektor und/oder - ein bildgebendes System und/oder - eine Kamera und/oder - eine Infrarotkamera und/oder - eine Multispektralkamera und/oder - ein LIDAR-System und/oder - ein Ultraschallmesssystem und/oder - ein Dopplerradarsystem und/oder - ein Quantenradarsystem und/oder - einen Quantensensor und/oder - einen Positionssensor und/oder - ein Navigationssystem und/oder - einen GPS-Sensor (oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung) und/oder - einen Lagesensor und/oder - einen Partikelzähler und/oder - ein Detektionssystem für biologische Stoffe, insbesondere für biologische Kampstoffe, und/oder - ein Gravimeter und/oder - einen Kompass und/oder - ein Gyroskop und/oder - einen MEMS-Sensor und/oder - einen Drucksensor und/oder - einen Neigungswinkelsensor und/oder - einen Temperatursensor und/oder - einen Feuchtesensor und/oder - einen Windgeschwindigkeitssensor und/oder - einen Wellenfrontsensor und/oder - ein mikrofluidisches Messsystem und/oder - ein Abstandsmesssystem und/oder - ein Längenmesssystem und/oder - ein biologischer Sensor zur Detektion biologischer Marker und/oder Viren und/oder Mikroben oder dergleichen und/oder - ein Sensorsystem zur Erfassung biologischer Messwerte von Fahrzeuginsassen und/oder zur Erfassung biologischer Messwerte lebender Ladung, insbesondere von Tieren und/oder biologischen Materialien und/oder - ein Seat-Occupation-Messystem und/oder - einen Spannungssensor und/oder einen Stromsensor und/oder einen Leistungssensor - einen Radarsensor und/oder - einen LIDAR-Sensor und/oder - einen Ultraschallsensor und/oder - einen Kamera basierenden Sensor und/oder - einen Quantensensor und/oder - einen Sonarsensor und wobei der Quantencomputer QC in Abhängigkeit von diesen Messwerten eine Lagebeurteilung für den Gesamtzustand der mobilen Vorrichtung und/oder der Umgebung der mobilen Vorrichtung und/oder der Zustände des der mobilen Vorrichtung und/oder der Zustände von Fahrzeuginsassen und/oder von Nutzer/Nutzerinnen der mobilen Vorrichtung und/oder von Zuständen der Zuladung der mobilen Vorrichtung ermittelt.
2. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Quantencomputer QC in Abhängigkeit von diesen Messwerten die mobile Vorrichtung und/oder Vorrichtungsteile der mobilen Vorrichtung steuert und/oder eine Steuerung der mobilen Vorrichtung oder eines Vorrichtungsteils der mobilen Vorrichtung beeinflusst.
3. Mobile Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mobile Vorrichtung ein Quantencomputersystem (QUSYS) umfasst und wobei das Quantencomputersystem (QUSYS) zumindest einen Quantencomputer (QC1, QC2) umfasst und wobei die mobile Vorrichtung Sensoren (SENS) umfasst und wobei diese Sensoren insbesondere - Radarsensoren und/oder - Lidarsensoren und/oder - Ultraschallsensoren und/oder - Kamera basierende Sensoren und/oder - Quantensensoren und/oder - Sonarsensoren umfassen können und wobei die Sensoren (SENS) Sensordaten an das Quantencomputersystem (QUSYS) übertragen wobei das Quantencomputersystem (QUSYS) dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren (SENS) steigern und/oder welche die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren (SENS) und/oder anderer Daten beschleunigen.
4. Mobile Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mobile Vorrichtung dazu eingerichtet ist, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) seines Quantencomputersystems (QUSYS) Prozessierungs- und Optimierungsaufgaben in der Sensorfernerkundung und oder der Erkundung der Erdoberfläche und/oder in der Sonarerkundung und/oder in der Ultraschallerkundung und/oder in der Bilderkennung und/oder in der Bildverarbeitung und/oder der Erkundung der Wasseroberfläche und/oder in der Erkundung eines Meeresvolumens und/oder des Luftraums und/oder des Seegebiets mittels der Sensoren (SENS) zu lösen.
5. Mobile Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mobile Vorrichtung dazu eingerichtet ist, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) seines Quantencomputersystems (QUSYS) Quantencomputing-Routinen und/oder Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung und/oder der Sonardatenprozessierung und/oder der Ultraschalldatenprozessierung und/oder der LIDAR-Datenprozessierung auszuführen.
6. Mobile Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mobile Vorrichtung dazu eingerichtet ist, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) seines Quantencomputersystems (QUSYS) eine Fokussierung von Sensor-Rohdaten vorzunehmen.
7. Mobile Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mobile Vorrichtung dazu eingerichtet ist, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) seines Quantencomputersystems (QUSYS) Verfahren der Radarinterferometrie und/oder Sonarinterferometrie auszuführen.
8. Mobile Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) seines Quantencomputersystems (QUSYS) Radarbilder und/oder LIDAR-Bilder und/oder Sonarbilder und/oder Bilder auf Basis der Sensordaten der Sensoren (SENS) und/oder von Satellitendaten und/oder anderen Daten zu erzeugen und/oder auszuwerten.
9. Mobile Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die mobile Vorrichtung Teil eines Schwarms mobiler Vorrichtungen ist.
10. Mobile Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die mobile Vorrichtung - ein Schwimmkörper und/oder - ein Roboter und/oder - ein Landfahrzeug und/oder - ein Fahrzeug und/oder - ein Kraftfahrzeug und/oder - ein Zweirad und/oder - ein Dreirad und/oder - ein Lastwagen und/oder - ein Nutzfahrzeug und/oder - ein Transportfahrzeug und/oder - eine Drohne und/oder - eine Roboterdrohne und/oder - ein Flugkörper und/oder - ein Schwimmkörper und/oder - eine Schiffsdrohne und/oder - ein Tauchkörper und/oder - ein Schiff und/oder - ein U-Boot und/oder - eine U-Boot-Drohne und/oder - ein Torpedo und/oder - eine See-Mine und/oder - eine Landmine und/oder - eine Rakete und/oder - ein Geschoss und/oder - ein Satelliten und/oder - eine Raumstation und/oder - ein Raumfahrzeug und/oder - ein Anhänger und/oder - ein Schleppkahn und/oder - ein Container, insbesondere ein See-Container, und/oder - ein Smartphone und/oder - ein Kleidungsstück und/oder - ein Schmuckstück und/oder - ein tragbares Quantencomputersystem (QUSYS) und/oder - ein mobiles Quantencomputersystem (QUSYS) und/oder - ein Fahrzeug und/oder - ein Roboter und/oder - ein Flugzeug und/oder - ein Raumflugkörper und/oder - ein Unterwasserfahrzeug und/oder - ein Oberwasserschwimmkörper und/oder - ein Unterwasserschwimmkörper und/oder - eine bewegliche medizinische Vorrichtung und/oder - ein verlegbares Waffensystem und/oder - ein Gefechtskopf und/oder - ein Über- oder Unterwasserfahrzeug und/oder - ein Geschoss und/oder - ein Waffensystem und/oder - ein Geschütz und/oder - ein Munitionsbestandteil und/oder - eine andere mobile Vorrichtung und/oder - eine bewegliche Vorrichtung ist oder eine solche Vorrichtung umfasst.

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