Quantencomputer verständlich erklärt
Einleitung
Quantencomputer oder Quantencomputing sind wahrscheinlich vielen ein Begriff. Aber auch wenn die Technologie noch am Anfang steht, investieren Amazon, IBM und Google Milliarden Dollar in die Entwicklung. In diesem Beitrag erkläre ich die Grundlagen und gehe auf mögliche Hintergründe ein, wieso diese großen Unternehmen soviel investieren und wie Quantencomputer funktionieren.
Was ist ein Quantencomputer?
Computer arbeiten auf Bitebene. Das bedeutet, dass ein Rechner eigentlich nur 1 und 0 kennt. Eine Binärezahl kann also 2 Zustände haben, 1 und 0. Unser Dezimalsystem hat 10 Zustände, 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.
Ein Quantencomputer rechnet hingegen mit Qubits. Einer Art von Bits die durch eine Überlagerung (Superposition) sowohl den Zustand 1 als auch den Zustand 0 (gleichzeitig) annehmen können. Dadurch enstehen neue komplexe Rechenwege für einen Computer. Besonders bei sehr komplexen Problemen wie Molekülsimulationen oder Kryptographie zeigt die Technologie großes Potenzial.
Um das Ganze zu vereinfachen, sollte man sich das Konzept von Schrödingers Katze ansehen. Ein Experiment in dem die Katze gleichzeitig lebendig und tot ist.
Investitionen der Unternehmen
Wie in der Einleitung erwähnt, investieren gerade Giganten wie Google, IBM und Amazon Milliarden Dollar in die Entwicklung von Quantenchips. Die Absicht dahinter ist wahrscheinlich, dass sich diese Unternehmen versuchen in eine Monopolstellung zu bringen. Wenn sie die ersten (und vielleicht für längere Zeit auch die einzigen) sind, dann verspricht das eine ertragreiche Zukunft, da die Komplexität dieser Technologie von vielen gefragt wird.
Wie beeinflussen Quantencomputer unseren Alltag?
Quantencomputer oder Quantenchips werden wahrscheinlich nicht im Smartphone landen, aber sie werden definitiv einen großen Teil zur Forschung beitragen. Dadurch, dass Quantencomputer eine viel größere Rechenleistung aufweisen, ergeben sich sehr genaue Ergebnisse in komplexen Forschungsgebieten. Direkten Einfluss nehmen wird die Quantentechnologie wahrscheinlich in folgenden Bereichen:
- Schnellere Medikamentenentwicklung durch exakte Molekül-Simulationen
- Bessere Verkehrs- und Logistikplanung durch extrem effiziente Algorithmen
- Neue Verschlüsselungstechniken, die Daten in Zukunft besser schützen
Wissenstest
Fazit & Ausblick
Quantencomputer sind gerade sehr stark in der Entwicklung. Auch wenn wir keinen direkten Einfluss durch die Computer erlangen, wie einen eigenen zuhause besitzen, genießen wir viele indirekte Vorteile – zum Beispiel in der Medizin (wie oben aufgeführt). Sie werden also unsere konventionellen Computer nicht ersetzen.
Wenn Interesse besteht tiefer ins Detail zu gehen, kann ich mehr von Kanälen wie Veritasium oder MinutePhysics empfehlen. Sie bieten einsteigerfreundliche Erklärungen und regen zum Mitdenken an.