Quantencomputer: Wenn das digitale Spiel neu gemischt wird

Die Computer der Zukunft sprengen unsere herkömmliche Vorstellung von Rechnern. Zumindest, wenn es um Quantencomputer geht. Denn diese funktionieren nach völlig anderen physikalischen Prinzipien als unsere siliziumbasierten, herkömmlichen Rechner. Quantencomputer könnten also die Spielregeln der Digitalisierung neu definieren.

Quantencomputer könnten so leistungsfähig sein, dass sie selbst unglaublich komplexe mathematische Probleme bewältigen, für die die Lebenszeit eines Menschen selbst mit einem Hochleistungscomputer bislang nicht reichen würde. Dadurch könnten schwierigste Verschlüsselungen enträtselt, Simulationen berechnet oder Optimierungsprobleme mit vielen Faktoren gelöst werden.

Wie funktioniert ein Quantencomputer?

In herkömmlichen Computern funktionieren die normalen Bits wie eine Art Schalter, der entweder „an“ oder „aus“ signalisiert. Beim Rechnen werden diese Bits nach einem vorgegebenen Muster „umgelegt“. Quantenbits (Qubits) wiederum können nicht nur den Zustand „an“ oder „aus“ annehmen, sondern für eine kurze Zeitspanne auch einen Zwischen- oder Überlagerungszustand (Superposition). Allerdings fällt das Quantenbit bei jeder „Messung“, also jeder Interaktion von außen, wieder in einen eindeutigen Zustand zurück (Dekohärenz). Ob „an“ oder „aus“ lässt sich vorher nicht sagen. Forscher arbeiten daran, den Zustand der Quantenbits mit der Quantenmechanik kontrolliert verändern zu können.

Ändert sich ein Quantenbit, ändern sich alle benachbarten Quantenbits mit. Bei herkömmlichen Rechnern lässt sich immer nur ein Bit „an-“ oder „ausschalten“. Dass sich bei Quantenbits ganze Register auf einmal ändern lassen, würde Quantencomputer sehr schnell machen.

Langer Weg zum Quantenrechner

Aktuell sind Quantencomputer noch Zukunftsmusik. Allerdings geht die Fachwelt davon aus, dass der erste Quantenchip bald auf den Markt kommen wird. Bis richtige Quantencomputer gang und gäbe sind, wird es allerdings noch einige Jahrzehnte dauern. Aufgrund ihrer extremen Leistungsfähigkeit wären sie zudem auch eher für wissenschaftliche Zwecke geeignet als für alltägliche Anwendungen.

 

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