Was ist Quantencomputing
Quantencomputing ist ein Bereich der Informatik, der sich auf die Entwicklung von Computertechnologie konzentriert, die auf den Prinzipien der Quantentheorie basiert, die das Verhalten von Energie und Material auf atomarer und subatomarer Ebene erklärt.
Klassische Computer, die wir heute verwenden, können Informationen nur in Bits kodieren, die den Wert 1 oder 0 annehmen. Dies schränkt ihre Fähigkeit ein. Quantencomputer hingegen verwenden Quantenbits oder Qubits. Es macht sich die einzigartige Fähigkeit subatomarer Teilchen zunutze, die es ihnen erlaubt, in mehr als einem Zustand zu existieren, d.h. eine 1 und eine 0 zur gleichen Zeit. Überlagerung und Verschränkung sind zwei Merkmale der Quantenphysik, auf denen diese Supercomputer basieren. Dadurch sind Quantencomputer in der Lage, Operationen mit exponentiell höherer Geschwindigkeit als herkömmliche Computer und bei wesentlich geringerem Energieverbrauch durchzuführen.
Key Takeaways
- Quantum Computing ist die Untersuchung, wie man Phänomene der Quantenphysik nutzen kann, um neue Wege des Rechnens zu schaffen
- Die Basis des Quantencomputers ist das Qubit. Anders als ein normales Computer-Bit, das 0 oder 1 sein kann, kann ein Qubit eines von beiden sein, oder eine Überlagerung von sowohl 0 als auch 1.
Verständnis des Quantencomputers
„Während der klassische Computer sehr gut im Rechnen ist, ist der Quantencomputer sogar noch besser im Sortieren, Finden von Primzahlen, Simulieren von Molekülen und Optimieren und könnte so die Tür zu einer neuen Computer-Ära öffnen“, heißt es in einem Bericht von Morgan Stanley.
Nach Angaben des Institute for Quantum Computing an der University of Waterloo begann das Feld des Quantencomputings in den 1980er Jahren. Damals wurde entdeckt, dass bestimmte Rechenprobleme mit Quantenalgorithmen effizienter angegangen werden können als mit ihren klassischen Gegenstücken.
Quantencomputing könnte einen großen Beitrag in den Bereichen Finanzen, Militär, Geheimdienste, Medikamentenentwicklung und -entdeckung, Luft- und Raumfahrtdesign, Energieversorgung (Kernfusion), Polymerdesign, Künstliche Intelligenz (KI) und Big-Data-Suche sowie digitale Fertigung leisten.
Das Potenzial und die prognostizierte Marktgröße haben einige der prominentesten Technologieunternehmen dazu bewogen, im Bereich des Quantencomputings zu arbeiten, darunter IBM, Microsoft, Google, D-Waves Systems, Alibaba, Nokia, Intel, Airbus, HP, Toshiba, Mitsubishi, SK Telecom, NEC, Raytheon, Lockheed Martin, Rigetti, Biogen, Volkswagen und Amgen.
Quantum Supremacy?
Am 23. Oktober 2019 gab Google bekannt, dass es „Quantum Supremacy“ erreicht hat, was bedeutet, dass sie einen Quantencomputer verwendet haben, um ein Problem schnell zu lösen, für das ein konventioneller Computer eine unpraktisch lange Zeit (Tausende von Jahren) benötigen würde. IBM bestritt diese Behauptung sofort und sagte, dass ihre konventionellen Supercomputer das Problem in ein paar Tagen lösen könnten