Quantencomputer – Investieren in die Technologie der Zukunft

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Nach Jahrzehnten der Grundlagenarbeit, so hoffen Forscher, könnte die Quantentechnologie in rund 10 bis 15 Jahren im Alltag von Wirtschaft und Entwicklung eingesetzt werden. Profitieren werden davon insbesondere Bereiche wie Machine Learning, Künstliche Intelligenz und Big Data.


Mehr Leistung mit weniger Aufwand

Während die in den herkömmlichen PCs verwendeten Bits auf den Grundlagen der Physik basieren und mit – einfach ausgedrückt – Schaltern funktionieren, welche die Zustände 1 und 0 annehmen können, gelten bei Quantencomputern die Gesetze der Quantenmechanik, die das Verhalten von Materie auf atomarer Ebene beschreiben. Die wichtigste Erkenntnis daraus: Die in den Quantencomputern genutzten Qubits können aufgrund ihrer Quanteneigenschaft in einem Überlagerungszustand verharren und erst am Ende einer Rechnung einen der beiden Werte annehmen. Somit bietet die neue Technik eine höhere Informationsdichte und kann damit in der Theorie eine Reihe von mathematischen Problemen wesentlich schneller lösen als auf heutigen PCs.


Ergebnisse in Minuten statt in tausenden Jahren

Auch wenn die Realität von einer im Alltag einsetzbaren Quantentechnologie nach Schätzungen von einigen Experten noch rund 10 bis 15 Jahre entfernt ist, hat es in den letzten Jahren bereits einige Erfolge gegeben. So konnte Google einen Chip mit dem Namen Sycamore entwickeln, welcher 2019 die „Quantenüberlegenheit“ erreicht hat. Dieser Ausdruck wird verwendet, wenn ein Quantencomputer eine Aufgabe bewältigt, die selbst für die größten herkömmlichen Supercomputer praktisch unlösbar ist. In diesem Fall handelte es sich um eine Berechnung, für die ein klassischer PC schätzungsweise rund 10.000 Jahre benötigen würde. Hierfür benötigte der Sycamore-Chip drei Minuten und 20 Sekunden. Dazu muss jedoch gesagt werden, dass die Bedingungen, unter denen ein Quantencomputer momentan funktioniert, noch weit entfernt vom Alltagsgebrauch sind. So muss der Chip auf die absolute Nulltemperatur, also Minus 273 Grad Celsius heruntergekühlt werden. Auch Erschütterungen und eine ungenügende elektromagnetische Abschirmung können Fehler bei Berechnungen verursachen.

Dennoch wird sich der Markt von Quantencomputern, nach Meinung der Analysten von Morgan Stanley, bis 2025 auf USD 10 Mrd. pro Jahr verdoppeln. Da diese Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, wird das wohl erst der Anfang sein. Auch auf politischer Ebene ist das Thema längst präsent. Obwohl alle Quantencomputer bis jetzt in den USA gebaut wurden, möchten auch Deutschland und China zukünftig führend in der Technologie sein. Aus diesem Grund stellt die Bundesregierung rund EUR 2 Mrd. für die Erforschung der Quantentechnologie bereit. Ähnliche Summen wollen Peking und Washington den Entwicklern ihrer eigenen Länder zur Verfügung stellen.




Diese Unternehmen forschen bereits an der Quantentechnologie

Google (Chip-Sycamore): Google forscht an eigenen Quanten-Chips. 2019 hat der Chip Sycamore mit 53 Qubits die „Quantenüberlegenheit“ erreicht..

IBM (Q-Systems): IBMs eigenes Chipprojekt IBM Q System One hat 20 Qubits und bereits Kunden wie das CERN, die über die Coud Zugriff auf den Quantencomputer haben. 2021 soll auch das erste System außerhalb der USA, in Bayern, installiert werden.

Intel (Hardware Plattformen): Intel gehört gemeinsam mit Samsung zu den größten Halbleiterunternehmen der Welt und den Vorreitern im Bereich Quantum Computing.

Roche (Branche mit großem Wertschöpfungspotenzial, Pharma): Das Thema Quantum Computing ist für den Schweizer Pharmakonzern besonders relevant, da Quantencomputer der Pharmabranche enorme Fortschritte bescheren könnten und die langwierige Wirkstoffforschung deutlich verkürzen würden.

Trip.com (Software-Plattformen): Trip.com ist ein chinesisches Unternehmen, welches Reisedienstleistungen anbietet. Unter anderem mithilfe von Quantencomputern will Trip.com in den Bereichen Technologie und Daten zukünftig führend sein. Zudem plant man, innerhalb von drei Jahren zur führenden Marke in der Reisebranche in Asien aufzusteigen. Bis 2025 soll dieses Ziel weltweit erreicht werden.

Toyota (Branche mit großem Wertschöpfungspotenzial, Mobilität): Der japanische Automobilkonzern forciert die Entwicklung von hybriden Antriebsmotoren. Quantencomputer könnten die Batterienforschung entscheidend beschleunigen. Zudem bieten sich Möglichkeiten im Bereich der Verkehrsflussoptimierung.

Visa (Branche mit großem Wertschöpfungspotenzial, Finanzen): Visa hat eine umfassende Strategie zur Sicherung und zum Ausbau seiner Führungsposition in der Handelstechnologie entwickelt und setzt diese auch weiterhin ein. Diese Strategie beinhaltet die Gründung von Visa Research, die unter anderem in Quantum Computing investiert.

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