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Nach Jahrzehnten der Grundlagenarbeit, so hoffen Forscher, könnte die Quantentechnologie in rund 10 bis 15 Jahren im Alltag von Wirtschaft und Entwicklung eingesetzt werden. Profitieren werden davon insbesondere Bereiche wie Machine Learning, Künstliche Intelligenz und Big Data.

Mehr Leistung mit weniger Aufwand

Während die in den herkömmlichen PCs verwendeten Bits auf den Grundlagen der Physik basieren und mit – einfach ausgedrückt – Schaltern funktionieren, welche die Zustände 1 und 0 annehmen können, gelten bei Quantencomputern die Gesetze der Quantenmechanik, die das Verhalten von Materie auf atomarer Ebene beschreiben. Die wichtigste Erkenntnis daraus: Die in den Quantencomputern genutzten Qubits können aufgrund ihrer Quanteneigenschaft in einem Überlagerungszustand verharren und erst am Ende einer Rechnung einen der beiden Werte annehmen. Somit bietet die neue Technik eine höhere Informationsdichte und kann damit in der Theorie eine Reihe von mathematischen Problemen wesentlich schneller lösen als auf heutigen PCs.

Ergebnisse in Minuten statt in tausenden Jahren

Auch wenn die Realität von einer im Alltag einsetzbaren Quantentechnologie nach Schätzungen von einigen Experten noch rund 10 bis 15 Jahre entfernt ist, hat es in den letzten Jahren bereits einige Erfolge gegeben. So konnte Google einen Chip mit dem Namen Sycamore entwickeln, welcher 2019 die „Quantenüberlegenheit“ erreicht hat. Dieser Ausdruck wird verwendet, wenn ein Quantencomputer eine Aufgabe bewältigt, die selbst für die größten herkömmlichen Supercomputer praktisch unlösbar ist.

In diesem Fall handelte es sich um eine Berechnung, für die ein klassischer PC schätzungsweise rund 10.000 Jahre benötigen würde. Hierfür benötigte der Sycamore-Chip drei Minuten und 20 Sekunden. Dazu muss jedoch gesagt werden, dass die Bedingungen, unter denen ein Quantencomputer momentan funktioniert, noch weit entfernt vom Alltagsgebrauch sind. So muss der Chip auf die absolute Nulltemperatur, also Minus 273 Grad Celsius heruntergekühlt werden. Auch Erschütterungen und eine ungenügende elektromagnetische Abschirmung können Fehler bei Berechnungen verursachen.

Dennoch wird sich der Markt von Quantencomputern, nach Meinung der Analysten von Morgan Stanley, bis 2025 auf USD 10 Mrd. pro Jahr verdoppeln. Da diese Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, wird das wohl erst der Anfang sein. Auch auf politischer Ebene ist das Thema längst präsent. Obwohl alle Quantencomputer bis jetzt in den USA gebaut wurden, möchten auch Deutschland und China zukünftig führend in der Technologie sein. Aus diesem Grund stellt die Bundesregierung rund EUR 2 Mrd. für die Erforschung der Quantentechnologie bereit. Ähnliche Summen wollen Peking und Washington den Entwicklern ihrer eigenen Länder zur Verfügung stellen…

Weiter geht es auf dem Vontobel-Blog.

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