Quantencomputing: die Neuerfindung des Computers

Quantencomputer – vielleicht haben Sie dieses Stichwort schon mal irgendwo aufgeschnappt. Um was geht es dabei noch gleich? Genau: die Neuerfindung des Computers. Und damit ist nicht eine Verbesserung der seit einem halben Jahrhundert etablierten Technologie gemeint, sondern ein völlig neues Funktionsprinzip von Rechnern. Bei der Vorstellung kriegen Sie Zustände? Gut, denn genau darum geht es.

Bisher ist es ja so, dass unsere Rechner die Welt in die binären Zustände 1 und 0 zerlegen, also Strom an oder Strom aus. Das sind die Bits. Der Quantencomputer arbeitet nicht mit Bits, sondern mit Qubits. Er macht sich die Gesetze der Quantenphysik zunutze, in der Gesetze herrschen, die unseren Alltagserfahrungen widersprechen, nämlich Möglichkeit, dass ein kleinstes physikalisches Teilchen, z.B. ein Photon, an mehreren Orten gleichzeitig sein oder unterschiedliche Zustände parallel annehmen kann. Ein Qubit ist ein solches Teilchen. Nur eines, das man darauf programmiert hat, wie es seine Zustände verändern soll. Was das im Falle eines Computers heißt, hat Google-Chef Sundar Pichai vor einigen Jahren das eindrückliche Beispiel einer Münze verdeutlicht: aktuelle Computer rechnen mit dem Ergebnis des Münzwurfes, also einer der beiden Seiten. Der Quantencomputer rechnet mit allen Zuständen, die die Münze annimmt, während sie sich in der Luft dreht, also mit der Veränderung von einem Zustand zum nächsten. Und was bringt das? Zunächst mal einen unglaublichen Zugewinn an Rechenleistung. So hat Google 2019 verkündet, dass es ihnen gelungen war, einen Rechner mit 53 Qubits herzustellen. Dieser hatte in 200 Sekunden eine Aufgabe gelöst, für die der aktuell stärkste Supercomputer der Welt über 10.000 Jahre brauchen würde. Mit dieser neuen Rechenpower könnten Quantencomputer Simulationen für Wetter- oder Klimamodelle verbessern, die künstliche Intelligenz könnte enorm profitieren, neue absolut sicher Verschlüsselungsmethoden wären möglich.

Gleichzeitig sind Quantencomputer nicht nur besser im Rechnen. Ihre Funktionsweise entspricht – von einer philosophischen Sicht aus betrachtet – viel mehr der Logik unserer Welt als die radikale Vereinfachung in die binären Zustände 1 und 0. Der Vielfalt und Komplexität unserer Welt wird dieses Gegensatzpaar nicht gerecht, könnte man sagen. Alles Leben entsteht evolutionär, also im Verlauf, und damit rechnet auch der Quantencomputer.

Diese philosophische Sicht mag interessant sein, aber die vielen Investoren, Firmen und Nationen zwischen denen der Kampf um den Durchbruch zur Marktreife offen entbrannt ist, schauen eher auf die möglichen Gewinne. Aktuell liegt Europa im Rennen leicht vorne, sagen viele. In München wurde vor einigen Monaten das Munich Quantum Valley ins Leben gerufen. Aber tatsächlich ist das meiste noch unklar, Vorhersagen schwierig. Aber egal wann und egal durch wen das Quantencomputing den Durchbruch schafft – es wird unser aller Leben mit großer Wahrscheinlichkeit ähnlich fundamental verändern, wie die erste Computer-Revolution vor gut 50 Jahren.

 

Lektüretipps zum Thema:

https://www.handelsblatt.com/meinung/gastbeitraege/gastbeitrag-die-welt-im-quantenzustand/25499718.html?ticket=ST-5590815-ObbA4eX4L4BeaMsLtTP9-ap4

https://open.spotify.com/episode/5D1jn2wDfq8KgmM2YV3N6Y?si=n0FKL_6aQBeS3PlfFGXM4g

https://www.quarks.de/technik/faq-so-funktioniert-ein-quantencomputer/

https://www.mdr.de/wissen/quantencomputer-stand-quantentechnologien-forschung-foerderung-zukunft-100.html

Bildquelle: science in hd

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