Quantencomputing

Quantencomputing: Drei Erfolgsfaktoren für den Weg in die industrielle Anwendung

Quantencomputing (QC) - Blogreihe zu Quantencomputing
Quantencomputing (QC) – Blogreihe zu Quantencomputing
Quantencomputer können komplexe Probleme lösen, die herömmliche Computer an Grenzen stoßen lässt. Die Technologie birgt viele Potenziale für die Industrie und bedeutet nicht nur einen Vorstoß in der Wissenschaft, sondern auch eine große Chance für innovative Geschäftsmodelle und vielversprechende Anwendungszenarien.

Quantencomputing verspricht ein neues Rechenparadigma, das die Gesellschaft grundlegend revolutionieren wird. Denn Quantencomputer funktionieren fundamental anders als klassische Computer. Während bei Letzterem bei gleicher Eingabe das gleiche Ergebnis herauskommt, also determiniert ist, kann die Korrektheit der Ergebnisse eines Quantencomputers lediglich probabilistisch – mit bestimmten Wahrscheinlichkeiten – garantiert werden. Durch diese Eigenschaft des Quantencomputers eröffnet sich eine Welt der unendlichen Zustände, in der mit Wahrscheinlichkeiten gerechnet wird und uns damit neue Türen öffnet: Es können Probleme gelöst werden, die auf konventionelle Art bisher noch nicht gelöst oder gar berechnet werden konnten. Mit dieser großen Vision steige ich ein, die bereits Stück für Stück Realität wird und drängende Fragen mit sich bringt: Was ist bisher möglich und was nicht? Welche Probleme können konkret gelöst werden? Und wann ist mit Anwendungen zu rechnen, von denen die Industrie in naher Zukunft maßgeblich profitieren kann? Diese Fragen schwirren im Kopf vieler Unternehmen umher – an den Antworten wird mit Hochdruck gearbeitet.

Was macht einen Quantencomputer so mächtig? Teil 2: Der Quantenparallelismus

Quantencomputing (QC) - Blogreihe zu Quantencomputing
Quantencomputing (QC) – Blogreihe zu Quantencomputing
Quantencomputer können komplexe Probleme lösen, die herömmliche Computer an Grenzen stoßen lässt. Die Technologie birgt viele Potenziale für die Industrie und bedeutet nicht nur einen Vorstoß in der Wissenschaft, sondern auch eine große Chance für innovative Geschäftsmodelle und vielversprechende Anwendungszenarien.

»Der Quantencomputer rechnet parallel und ist um ein Vielfaches schneller. Mit ihm lassen sich zum Beispiel Natursimulationen erstellen oder komplizierte Logistikketten optimieren oder Milliarden von Zahlungsströmen in Echtzeit steuern, während komplexe regulatorische Vorgaben berücksichtigt werden.« Dieses Zitat aus einem Artikel von Focus Online haben wir bereits im ersten Blogbeitrag dieser Serie kennengelernt, und zwar als Beschreibung des sogenannten Quantenparallelismus. Wir haben auch behauptet, dass dieser Effekt einer der Grundpfeiler für die Mächtigkeit des Quantencomputers ist. Wir haben aber nicht erklärt, was der Quantenparallelismus eigentlich genau ist, noch haben wir die Behauptung über die Mächtigkeit erklärt. Jetzt, wo wir die Grundlagen des Quantencomputing aus dem ersten Blogartikel kennen, werden wir dies schleunigst nachholen.

Was macht einen Quantencomputer so mächtig? Teil 1: Qubits, Superposition und weitere Grundlagen

Quantencomputing (QC) - Blogreihe zu Quantencomputing
Quantencomputing (QC) – Blogreihe zu Quantencomputing
Quantencomputer können komplexe Probleme lösen, die herömmliche Computer an Grenzen stoßen lässt. Die Technologie birgt viele Potenziale für die Industrie und bedeutet nicht nur einen Vorstoß in der Wissenschaft, sondern auch eine große Chance für innovative Geschäftsmodelle und vielversprechende Anwendungszenarien.

In den letzten Monaten und Jahren ist ein regelrechter Hype um Quantencomputer entbrannt. Von »Rechnen mit Überlichtgeschwindigkeit« (Quarks), »Revolution der Computertechnik«, welche die »nächste industrielle Revolution« (Tagesschau) auslösen könnte oder gar der »Quantenüberlegenheit« von Quantencomputern über jeden noch so großen Hochleistungsrechner (Süddeutsche Zeitung) ist die Rede. Insbesondere in Hinblick auf realitätsnahe Problemstellungen müssen Quantencomputer zwar noch größer und fehlertoleranter werden, aber jenseits dieser technischen Hürden ist das Potenzial von Quantencomputern riesig: »Der Quantencomputer rechnet parallel und ist um ein Vielfaches schneller. Mit ihm lassen sich zum Beispiel Natursimulationen erstellen oder komplizierte Logistikketten optimieren oder Milliarden von Zahlungsströmen in Echtzeit steuern, während komplexe regulatorische Vorgaben berücksichtigt werden.«. In diesem Zitat aus einem Artikel von Focus Online wird der sogenannte Quantenparallelismus beschrieben. Ein Effekt, den es nur auf dem Quantencomputer gibt und der – neben der Verschränkung – ein Grundpfeiler für die Mächtigkeit des Quantencomputers ist.

Post-Quanten-Kryptographie – wie man trotz Quantencomputer noch sichere IT-Systeme betreiben kann

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Quantencomputer können komplexe Probleme lösen, die herkömmliche Computer an Grenzen stoßen lässt. Die Technologie birgt viele Potenziale für die Industrie und bedeutet nicht nur einen Vorstoß in der Wissenschaft, sondern auch eine große Chance für innovative Geschäftsmodelle und vielversprechende Anwendungszenarien.

Verschlüsselung garantiert Vertraulichkeit und Integrität von Daten im Netz – aber nur solange, wie diese Verschlüsselung nicht geknackt werden kann. Mit dem Quantencomputer tritt ein neuer Codeknacker an, der das Aus für einige bestehende Verschlüsselungsverfahren bedeutet.

Die Zukunft – Ein Rückblick aus dem Jahr 2050

Die Corona-Pandemie vor 30 Jahren war einschneidend: Mehrere Millionen Menschen sind gestorben, bis das Virus mit allen Mutationen eingedämmt war. Aber die Krise markierte auch den Startpunkt der globalen Nachhaltigkeitsära. Die notwendige wirtschaftliche und gesellschaftliche Vollbremsung ließ den Himmel in den Smog-Zentren dieser Welt aufklaren und war Anlass für Städte Mobilität und urbanes Leben neu zu denken. Von einem Tag auf den anderen haben Menschen weltweit die Möglichkeiten und Vorteile digitaler Kollaboration erkannt und genutzt, was wiederum die Digitalisierung in den Unternehmen, Verwaltungen und Bildungseinrichtungen beschleunigt hat.

Quantencomputing – Hype oder Quantensprung für Unternehmen?

Quantencomputing (QC) - Blogreihe zu Quantencomputing
Quantencomputing (QC) – Blogreihe zu Quantencomputing
Quantencomputer können komplexe Probleme lösen, die herkömmliche Computer an Grenzen stoßen lässt. Die Technologie birgt viele Potenziale für die Industrie und bedeutet nicht nur einen Vorstoß in der Wissenschaft, sondern auch eine große Chance für innovative Geschäftsmodelle und vielversprechende Anwendungszenarien.

Das Interesse am Quantencomputing ist gewaltig. Die fast 300 Teilnehmenden an der Auftaktveranstaltung unseres Projekts »SEQUOIA« haben das eindrücklich gezeigt. Doch was hat es mit dem Quantencomputing auf sich? Ist es nur der neueste Hype oder – man möge mir das Wortspiel verzeihen – ein Quantensprung?