Hot Topic oder Ladenhüter? Das steckt hinter Quantencomputing

Datum, Autor / Redaktion: ISG / Lenz Nölkel

Während das Thema Big Data erst seit einigen Jahren in aller Munde ist, hatte IBM die ersten Pläne für Quantencomputer schon in den 80er Jahren. Doch wie sollen diese „Supercomuputer“ Big Data revolutionieren?

Die grundlegende Technik bei herkömmlichen Rechnern hat sich in den letzten Jahrzehnten nicht verändert, es hat lediglich eine Miniaturisierung stattgefunden. Die kleinste Informationseinheit ist ein Bit, welches zwei Zustände (0 oder 1) einnehmen kann. Einem Quantencomputer liegen sogenannte Quantenbits (Qubits) zu Grunde, welcher nun nicht nur den Zustand „entweder oder“, sonder auch den Zustand „sowohl als auch“ einnehmen kann. Dies ermöglicht einen deutlich höheren Informationsgehalt pro Qubit und eine unvorstellbare Rechenleistung.

Wo kann Quantencomputing Anwendung finden?

Ein Bereich in den vor allem in Zukunft verstärkt auf Quantencomputing gesetzt werden könnte, ist die Pharmabranche. Forscher durchforsten hier jetzt schon riesige Moleküldatenbanken um beispielsweise Wirkstoffe für neue Medikamente zu finden.

 

Wird solch ein passender Wirkstoff gefunden, sind im Anschluss jedoch trotzdem weitere, aufwändige Test im Labor notwendig, um das Verhalten des Moleküls weiter zu untersuchen. Diese Tests könnte in Zukunft ein Quantencomputer simulieren und so wertvolle Zeit und Ressourcen einsparen.

Welche Herausforderungen gibt es?

Die derzeit größte Herausforderungen beim Bau von einwandfrei funktionierenden Quantencomputern ist die derzeit noch hohe Fehlerquote. Wie eingangs beschreiben wurde, kann ein Qubit mehrere Zustände (nicht nur 0 und 1) einnehmen. Dies bedeutet zwar eine deutlich höhere Rechenleistung, leider aber auch ein weit höhere Fehleranfälligkeit.
Hinzu kommt das Problem der Kühlung. Damit der Quantencomputer richtig funktionieren kann, müssen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt herrschen. Diese Kühlung ist aufwändig und Bedarf ebenfalls noch Optimierungen, bis Quantencomputing gängige Praxis wird.

Wann können wir mit dem Einzug von Quantencomputern rechnen?

Zum jetzigen Zeitpunkt spielen Quantencomputer eher in der Theorie für hochkomplexe, mathematische Operationen eine Rolle und bieten wenig, wirklich praxisnahe Anwendungen. Dies wird sich jedoch in den kommenden Jahren spürbar ändern. Die produzierten und auszuwertenden Daten wachsen in rasender Geschwindigkeit an, so dass auch hier die Informationstechnik passende Antworten liefern muss, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Eine davon wird definitiv Quantencomputing sein. Zunächst wird dieses jedoch hauptsächlich eine Unterstützungsfunktion ausüben, und herkömmliche PC’s noch nicht ablösen.

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Quelle Titelbild: iStock / graphicwithart



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