Was ist Quantencomputing?

Kurz erklärt Was ist Quantencomputing?

Quantencomputing ist eine neue Generation von Computern, die als  „Game Changer“ bezeichnet werden und sich noch in der Entwicklungsphase befinden. Quantencomputer erweitern die Recheneffizienz und generieren damit neues Wissen in vielen Bereichen. Die Quantentechnologie hat enormes Potenzial. Doch was versteht man unter einem Quantencomputer und was sind die Herausforderungen bei der Entwicklung solcher Quantencomputer?

Ein komplexer Quantencomputer.

Quantencomputing ist eine Technologie der Zukunft.

Foto: picture alliance / ZUMAPRESS.com/Gene Blevins

Was sind Quanten?

In der Physik versteht man unter einem „Quant“ den kleinstmöglichen Wert einer physikalischen Größe. In einem Quantencomputer ist dieser kleinstmögliche Wert einer physikalischen Größe ein geladenes Atom, also ein Ion, oder eine bestimmte Menge von Elektronen in einem Kreisstrom. Es handelt sich bei den Quanten um die Grundrecheneinheit in Quantencomputern. Die Quanten des Quantencomputers werden Quanten-Bits, kurz Qubits genannt.

Was ist ein Qubit?

Unter einem Qubit versteht man das Pendant zum Bit bei herkömmlichen Computern, also die kleinstmögliche Speichereinheit. Im Gegensatz zu den Bits können sich Qubits miteinander verbinden. Es ist die Rede von einer „Verschränkung“ der Qubits, durch die die Qubits einen komplexen Gesamtzustand einnehmen können. Dies ist eine einzigartige Eigenschaft von Quantencomputern.

Was ist Quantencomputing?

Informationen können in einem Quantencomputer quantenmechanisch behandelt werden. Das bedeutet, dass Speicherinhalte sowie Register gleichzeitig mehrerer Werte in Überlagerung enthalten können.

Was ist die Herausforderung von Quantencomputing?

Quantenzustände sind sehr anfällig für Störungen, was ein Problem bei der Entwicklung solcher Quantencomputer darstellt. Außerdem benötigt ein universell nutzbarer Quantencomputer mehrere Jahre Entwicklungszeit.

Wofür braucht man Quantencomputing?

Quantentechnologie wird als „Game Changer“ bewertet und wird neues Wissen generieren können. Es handelt sich um eine Zukunftstechnologie, die in verschiedenen Bereichen wie der Medizin, der Simulation, der Energiewirtschaft und der Optimierung eingesetzt werden kann. Da, wo viele Bedingungen in einem komplexen und wechselseitigen Zusammenspiel berechnet werden müssen, könnte das Quantencomputing die Lösung sein.

Wie fördert der Bund die Quantentechnologie?  

Die Bundesregierung unterstützt die Entwicklung der Quantentechnologie mit weiteren zwei Milliarden Euro aus dem Konjunktur- und Zukunftspaket. Außerdem hat ein Beratungsgremium, welches aus 16 Expertinnen und Experten besteht, die „Roadmap Quantencomputing“ entwickelt.