Was ist eigentlich dieser Quantencomputer? (Teil 2)

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Was können Quantencomputer heute schon leisten?

Für wen lohnt sich eine Beschäftigung mit dem Thema? Was wird eigentlich mit dem PC passieren? Im zweiten Teil seines Beitrags geht Technik-Redakteur Nikk den praktischen Fragen zum Quantencomputing auf den Grund.

Wo Quantencomputer heute stehen?

Zurzeit steckt die Entwicklung von Quantencomputern noch in den Kinderschuhen. Aktuelle Modelle haben gerade einmal bis zu 50 Qubits. Auch wenn bereits bewiesen wurde, dass selbst diese Computer um ein Vielfaches schneller arbeiten können als herkömmliche Rechner (erste Fallstudien zeigen, dass ein Quantencomputer Rechnungen in wenigen Minuten durchführt, für die ein heutiger Supercomputer 10.000 Jahre brauchen würde), ist die Technik noch nicht in der Breite praktisch anwendbar.

Problematisch ist, dass Qubits sehr instabil sind: Sie müssen in einem Vakuum komplett von der Umwelt isoliert und bei unter einem Grad Kelvin, also weniger als -273 Grad Celsius, aufbewahrt werden. Außerdem tendieren Qubits dazu, sich gegenseitig zu stören, was Fehler produziert. Deren Korrektur nimmt wiederum weitere Qubits in Anspruch, sodass die Leistung sich nicht mit jedem zusätzlichen Qubit glatt verdoppelt.

Lohnt sich eine Beschäftigung mit Quantencomputern für Laien?

IBM stellt seine Quantencomputer bereits heute per Cloud der ganzen Welt zur Verfügung. Jeder, der über einen Internetzugang verfügt, kann damit Anwendungsideen und Algorithmen für die neue Technologie entwickeln und teilen. Innerhalb der nächsten zehn Jahre werden erste Hybride erwartet, also Mischkonstruktionen aus Quantencomputer und PC. Ihr Nutzwert dürfte erwartungsgemäß aber noch sehr spezifisch ausfallen.

Ein universeller Quantencomputer, dessen Leistungsvermögen flexibel auf unterschiedliche Problemkonstellationen anwendbar ist, hätte das Zeug zum größten technologischen Durchbruch dieses Jahrhunderts. Eine Vorstellung davon zu haben, wie Quantencomputer funktionieren und warum sie so viel schneller sein können als klassische PCs, dürfte daher in absehbarer Zeit zur Allgemeinbildung gehören. Wer sich darüber hinaus im Bereich MINT aus- und weiterbilden oder beruflich tätig werden möchte, verschafft sich mit fortgeschrittenen Kenntnissen im Quantencomputing große Vorteile. Entsprechende Programmiersprachen stehen bereits zur Verfügung. Sie heute zu lernen, macht sich zur begehrten Fachkraft von morgen.

Lösen Quantencomputer herkömmliche Computer vollständig ab? • Bildquelle: @Poike | ©CANVA

Werden Quantencomputer herkömmliche Computer vollständig ablösen?

Diese Frage wird sich erst klären, wenn die Entwicklung der Quantencomputer weiter fortschreitet. Die Antwort wird davon abhängen, ob Quantencomputer einmal genauso mobil und vergleichsweise kostengünstig herzustellen sind wie unsere heutigen PCs und ob jede Anwendung auf einem Quantencomputer praktikabler durchzuführen ist als auf dem PC.

Einige Forscher sind der Meinung, dass es nicht zu einer vollständigen Wachablösung kommen wird, weil der Vorteil der Quantencomputer vor allem in der Umsetzung komplexer Algorithmen liegt – nicht im entspannten Surfen im Internet. Der renommierte Quantenphysiker Andrea Morello hat die Frage auf anschauliches Bild gebracht: Er vergleicht sie mit dem Vorhaben, mit einer Boeing 747 Brötchen holen zu wollen. Das sei zwar möglich, aber nicht vorteilhaft.