Praktikum im
Sommersemester 1997

Reversibles Rechnen

(Prof. Dr. Th. Beth, Dipl.-Inform. M. Grassl, Dipl.-Inform. J. Müller-Quade)

Ziele bei der Entwicklung zukünftiger Rechner sind - im Zuge der zunehmenden Miniaturisierung und Mobilität von Rechnern - eine Verringerung des Energieverbrauchs und die Beschleunigung von Rechenvorgängen, welche für einige Probleme durch Ausnutzen von Phänomenen der Quantenmechanik erreicht werden kann.

Logikgatter mit beliebig niedrigem Energieverbrauch müssen ebenso wie Quantencomputer nach den Gesetzen der Physik reversibel rechnen. Reversible Rechenprozesse sind prinzipiell umkehrbare Vorgänge, bei denen also keine Information verloren geht.

Grundsätzlich lassen sich alle Berechnungen durch Protokollieren aller Zwischenergebnisse reversibel realisieren, für effizientere Implementierungen sind aber neue Entwurfsparadigmen nötig.

Im Rahmen des Praktikums wird reversibles Rechnen in den drei Bereichen optisches Rechnen, boolesche Logik und Quantum-Computing betrachtet. Es ergänzt die von Herrn Prof. Th. Beth gehaltene Vorlesung Quanten-Computing; der Besuch dieser Vorlesung ist aber keine Voraussetzung für die Teilnahme am Praktikum.

Das Praktikum ist im Vertiefungsgebiet Algorithmentechnik prüfbar.

Eine Vorbesprechung für das Praktikum wird zu Beginn des Sommersemesters stattfinden, der genaue Termin wird durch Aushang bekanntgegeben.

Vorbesprechung: Dienstag, 13. Mai, 17:30 Uhr (nach der Vorlesung Quanten-Computing), im Seminarraum 252


1. Aufgabenblatt (22. Mai 1997)

Thema des ersten Aufgabenblatts sind reversible boolesche Funktionen und die Frage, wie beliebige boolesche Funktionen reversibel gemacht werden können. (PostScript-Datei)

2. Aufgabenblatt

Thema des zweiten Aufgabenblatts ist die Realisierung von linearen Transformationen durch diffraktive Elemente.

3. Aufgabenblatt

Thema des dritten Aufgabenblatts ist das Rechnen in Tensorprodukträumen. (PostScript-Datei)
Anmeldung und weitere Information bei:

Markus Grassl
Neubau Informatik, Zimmer 272
e-mail: grassl@ira.uka.de
Telefon: 0721/608-6299

Jörn Müller-Quade
Neubau Informatik, Zimmer 275
e-mail: muellerq@ira.uka.de
Telefon: 0721/608-6309


Vorlesungsverzeichnis: Fakultät für Informatik Universität Karlsruhe
Markus Grassl (grassl@ira.uka.de), IAKS, Fakultät für Informatik, Universität Karlsruhe