Was ist Quantencomputer?

Es ist faszinierend, über die Leistung in unserer Hosentasche nachzudenken – die heutigen Smartphones haben die Rechenleistung eines Militärcomputers von vor 50 Jahren, der die Größe eines ganzen Raumes hatte. Doch auch mit den phänomenalen Fortschritten, die wir seit Beginn der Computerrevolution in der Technik und bei klassischen Computern gemacht haben, gibt es Probleme, die klassische Computer einfach nicht lösen können. In diesem Artikel beschäftigen wir uns mit dem Quantencomputer, einfach erklärt, was es ist, denn viele glauben, dass Quantencomputer die Antwort darauf sind.

Die Grenzen des klassischen Computers

Nun, da wir die Schalt- und Speichereinheiten von Computern, die als Transistoren bekannt sind, fast so klein wie ein Atom gemacht haben, müssen wir eine völlig neue Art des Denkens und Bauens von Computern finden. Auch wenn ein klassischer Computer uns hilft, viele erstaunliche Dinge zu tun, ist er „unter der Haube“ eigentlich nur ein Taschenrechner, der eine Folge von Bit-Werten von 0 und 1 verwendet, um zwei Zustände darzustellen (denken Sie an den Ein- und Ausschalter), die Sinn machen und Entscheidungen über die von uns eingegebenen Daten nach einem vorher festgelegten Befehlssatz treffen. Quantencomputer sollen keine klassischen Computer ersetzen, sie sollen ein anderes Werkzeug sein, mit dem wir komplexe Probleme lösen können, die über die Möglichkeiten eines klassischen Computers hinausgehen.

Motherboard eines Computers

Im Grunde genommen, da wir in eine große Datenwelt eintreten, in der die Informationen, die wir speichern müssen, wachsen, ist es notwendig, dass mehr Einsen und Nullen und Transistoren sie verarbeiten. In den meisten Fällen sind klassische Computer darauf beschränkt, eine Sache nach der anderen zu tun, also je komplexer das Problem, desto länger dauert es. Ein Problem, das mehr Strom und Zeit benötigt, als die heutigen Computer aufnehmen können, wird als hartnäckiges Problem bezeichnet. Das sind die Probleme, die Quantencomputer voraussichtlich lösen werden.

Die Leistungsfähigkeit von Quantencomputern

Wenn man in die Welt der atomaren und subatomaren Teilchen eintritt, beginnen sich die Dinge auf unerwartete Weise zu verhalten. Tatsächlich können diese Partikel in mehr als einem Zustand gleichzeitig existieren. Es ist diese Fähigkeit, die Quantencomputer nutzen.

Anstelle von Bits, die herkömmliche Computer verwenden, verwendet ein Quantencomputer Quantenbits – so genannte Qubits. Um den Unterschied zu veranschaulichen, stellen Sie sich eine Kugel vor. Ein bisschen kann an einem der beiden Pole der Kugel sein, aber ein Qubit kann an jedem Punkt der Kugel existieren. Das bedeutet also, dass ein Computer mit Qubits eine enorme Menge an Informationen speichern kann und dabei weniger Energie verbraucht als ein klassischer Computer. Durch den Einstieg in diesen Quantenbereich des Computings, in dem die traditionellen Gesetze der Physik nicht mehr gelten, werden wir in der Lage sein, Prozessoren zu entwickeln, die deutlich schneller (eine Million oder mehr Mal) sind als die, die wir heute verwenden. Klingt fantastisch, aber die Herausforderung besteht darin, dass Quantencomputer auch unglaublich komplex sind.

Computerindustrie rast um Quantencomputer kommerziell nutzbar zu machen

Die Computerindustrie steht unter dem Druck, Wege zu finden, das Rechnen effizienter zu gestalten, da wir mit klassischen Methoden an die Grenzen der Energieeffizienz gestoßen sind. Bis 2040 werden wir nach einem Bericht der Semiconductor Industry Association nicht mehr in der Lage sein, alle Maschinen weltweit zu betreiben. Genau deshalb rast die Computerindustrie, um Quantencomputer kommerziell nutzbar zu machen. Keine kleine Leistung, sondern eine, die außerordentliche Dividenden ausschütten wird.