Oft wird er als Wunderrechner der Zukunft betitelt: der Quantencomputer. Dabei befindet sich die Forschung erst am Anfang. Was steckt hinter der Technologie und wieso ist es bereits jetzt für Unternehmen wichtig, sich mit Quantencomputern zu beschäftigen? Darüber klären wir im ersten Teil unserer Blogreihe auf!
Alle zwei Jahre verdoppelt sich die Rechenleistung von Computern. Diese bildet die Grundlage für neue technologische Innovationen aus anderen Themengebieten. Doch die Forschung stößt bei konventionellen Rechnern zunehmend an ihre Grenzen: Das Wachstum der Rechenleistung droht zu stagnieren. Der Quantencomputer soll hierfür die Lösung sein. Er verspricht in Bezug auf die Rechenpower einen Vorstoß in neue, unvorstellbare Dimensionen, der selbst unsere kühnsten Träume übertrifft.
Eine neue Forschungsära beginnt
Insgeheim hat er bereits begonnen, der Wettlauf um die Vorherrschaft in der Quantentechnologie. Nicht nur zwischen Staaten, sondern auch in der Wirtschaft. Die Bundesregierung investierte erst kürzlich 650 Millionen Euro in die Erforschung von Quantencomputern, und auch der chinesische Tech-Riese Alibaba steht dem in Nichts nach. Im Vergleich zu aktuellen Computern funktionieren Quantencomputer nämlich völlig anders.
Beim Ausführen eines heutigen Computerprogramms wird dieses auf der niedrigsten Rechenebene in Nullen und Einsen, dem Binärcode, übersetzt. Normale Rechner können dabei zur selben Zeit nur eine Zahl annehmen, also Null oder Eins. Hier unterscheiden sich die verschiedenen Computertechnologien: Durch das Ausnutzen physikalischer Phänomene kann ein Quantencomputer Nullen und Einsen überlagern, sprich zur selben Zeit ausführen. Mit jedem sogenannten Qubit, den wir zum Berechnen hinzufügen, verdoppelt sich die gesamte Speicherkapazität. Gemeinsam mit der Fähigkeit des gleichzeitigen Testens von mehreren Lösungen führt dies zu einer enormen Rechenleistung des Quantencomputers.
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Das Ende heutiger Verschlüsselungsverfahren
Besonders die US-Sicherheitsbehörde NSA interessiert sich für Quantencomputer. Mit ihnen könnten ihre Mitarbeiter die meisten heute gängigen Verschlüsselungscodes knacken. Fast jedes Unternehmen wäre so innerhalb weniger Sekunden hackbar. Die dafür erforderliche Leistungsstärke könnte die Technologie bereits in zehn Jahren erreichen. Etwa die gleiche Zeitspanne braucht eine neue Verschlüsselungstechnologie, um sich flächendeckend erfolgreich durchzusetzen. Deshalb ist es für Unternehmen bereits jetzt wichtig, sich mit Hilfe von Post-Quanten-Kryptographie vorzubereiten.
Geschäftspotential für Unternehmen
Wer annimmt, der Quantencomputer wäre noch Zukunftsmusik, liegt falsch. Obwohl diese mit ihrer Rechenleistung heutige Supercomputer noch nicht übertreffen können, sind sie in anderen Bereichen bereits stark – etwa bei der Lösung von bestimmten mathematischen Problemen. Volkswagen beispielsweise forscht gemeinsam mit Google aktiv an Quantencomputern und hat es geschafft, Erfolge in der Verkehrsflussoptimierung zu erzielen. Ebenso wird die Simulation des chemischen Aufbaus von Batterien mithilfe von Quantencomputern erprobt. Das Potential ist groß, und mögliche Veränderungen durch Quantentechnologie erstrecken sich auf alle erdenklichen Unternehmensbereiche.
Besonders entscheidend wird die Anwendung von Quantencomputern im Bereich Data Science und Künstliche Intelligenz. Die riesigen Datenmengen können völlig neuartig bearbeitet werden und eröffnen alleine dadurch schon neue Nutzungsmöglichkeiten. Künstliche Intelligenzen würden smarter denn je werden, da sie durch die Grenzen aktueller Rechentechnologie noch limitiert sind.
Für First Mover beginnt die Zukunft jetzt
Die Quantentechnologie hat somit das Zeug zur Disruption in diversen Branchen und Märkten und verdient bereits jetzt große Aufmerksamkeit. Die nächsten Ausbaustufen auf dem Gebiet werden nicht nur spannend sein, sondern die Basis für massentaugliche Anwendungen legen. Eine frühe Vorbereitung ist damit keine verschenkte Zeit, um mit der zukünftigen Entwicklung mithalten zu können.
Eine Vertiefung in die physikalischen Besonderheiten liefern wir in den kommenden Wochen. In Teil 2 der Reihe zeigen wir, was die Quantentechnologie im Detail so einzigartig macht und auf welche Weise sie funktioniert.
Teil 2 der Blogreihe: Quantencomputer: Vom physikalischen Traum in die Realität
Teil 3 der Blogreihe: Der Quantencomputer: das nächste Wirtschaftswunder?
Teil 4 der Blogreihe: Bank 5.0 – dank Quantencomputer bald Realität?
Vielen Dank an Marc Sommer, der diesen Beitrag als Co-Autor mit verfasst hat.
Foto: Michael Fang, Martinis Group, University of California, Santa Barbara, http://web.physics.ucsb.edu/~martinisgroup/photos.shtml
