Du hast deinen AdBlocker an?

Es wäre ein Traum, wenn du ihn für t3n.de deaktivierst. Wir zeigen dir gerne, wie das geht. Und natürlich erklären wir dir auch, warum uns das so wichtig ist. Digitales High-five, deine t3n-Redaktion

t3n 50

Quantencomputer: Die Rechner der nächsten Generation

Seite 3 / 4

Ein dritter Ansatz, den die Firma Novarion verfolgt, nutzt Photonen als Qubits. Auch diese Technik käme bei Zimmertemperatur aus und wäre nicht so fehleranfällig wie die Qubits von Google und IBM. Aber weit fortgeschritten ist die Technik ebenfalls nicht. „Wir haben sechs verschränkte Qubits in Clustern“, sagt Georg Gesek. „Der Nachteil ist, dass auch wir es mit neuen Technologien zu tun haben, die wir in der Effizienz steigern müssen.“ Andere Forscher finden für diesen Ansatz deutliche Worte: Sie sagen, dass es bei Photonen zu vieler physikalischer Durchbrüche bedarf, bis optische Quantenrechner mit hoher Qubits-Zahl machbar wären – falls überhaupt.

Je nach Konstruktionsweise sind Quantencomputer extrem abhängig von der Temperatur. Teils brauchen sie ein Kühlsystem, wie das Modell von D-Wave. (Foto: D-Wave)

Es ist somit nicht ganz einfach, zwischen Hype und Fakt zu unterscheiden. Nirgendwo wird das deutlicher als bei der US-amerikanischen Firma D-Wave. Die hat kürzlich bekannt gegeben, dass sie 2.000 Qubits erreicht habe – das klingt erst einmal sensationell. Aber viele Forscher wie Hensinger lehnen es ab, eine solche Maschine mit einem universellen Quantencomputer zu vergleichen. „Das System ist interessant“, sagt er. „Aber es handelt sich um supraleitende Schaltkreise, die so gebaut wurden, dass sie ausschließlich maßgeschneiderte Probleme lösen können. D-Waves Rechner kann nicht als universeller Quantenrechner bezeichnet werden.“

Leider steht nicht nur die Hardware noch am Anfang: Ein Quantenrechner erfordert auch neue Algorithmen. Die bisherigen Ansätze beim Programmieren funktionieren mit Qubits nicht. Ein großes Problem ist, dass sich die Superposition zwar für parallele Berechnungen eignet, aber sobald Qubits gemessen werden, löst sich die Superposition auf und es stellt sich ein fester Zustand ein – also wieder nur 0 oder 1. „Man kann schneller rechnen als bisher, aber man erhält auf seine Fragen sozusagen nur eine mögliche Antwort – die parallelen Rechenwege sind bei der Messung zerstört“, sagt Hensinger. Quantenrechner werden aus diesem Grund bisherige Computer nie vollständig ersetzen, sondern nur spezifische Probleme lösen. Programme wie zur Textverarbeitung oder Buchhaltung werden auch in Zukunft nicht auf Quantensystemen laufen. Möglich ist jedoch, dass herkömmliche Software aufwendige Rechenvorgänge auf Quantenrechner auslagern wird.

Forscher wie Thomas Häner von der ETH Zürich bauen auf Basis der Programmiersprache Python erste Compiler und Programmier-Bibliotheken für Quantenrechner auf. IBM ermöglicht den Forschern in Form einer „Quantum Experience“ ­zudem ­einen Online-Zugang auf den eigenen Quantenrechner. Mit ­einem ­Editor können sie Algorithmen erstellen, indem sie ­logische ­Gatter hin- und herschieben – so ähnlich wie bei grafischen ­Programmier-Lernprogrammen mit ein paar rudimentären ­Bau­steinen für Kinder. Viel mehr ist derzeit für Entwickler nicht drin.

„Das System von IBM ist noch zu klein und die Fehlerrate ist zu groß“, sagt Häner. „Hohe Fehlerraten machen es schwierig herauszufinden, ob die richtige Lösung nur durch Zufall gefunden wurde. Daher arbeiten wir zusätzlich zur Theorie auch mit Quantenrechner-Simulationen auf klassischen Rechnern, um komplexere Algorithmen zu testen.“ Aber da heutige Super­rechner höchstens etwa 50 Qubits als Simulation schaffen, können die Forscher gewisse Algorithmen erst dann testen, wenn auch die Quanten-Hardware voranschreitet. Dies betrifft vor allem heuristische Algorithmen, welche etwa Optimierungsprobleme annäherungsweise zu lösen versuchen.

Lohnt sich der Einstieg für Unternehmen?

Unter diesen Voraussetzungen fragen sich zu Recht Unternehmer und Entwickler, ob sie sich überhaupt schon mit den Vorteilen von Quantenrechnern befassen müssen. Das Interesse der Industrie in Deutschland an Quantenrechnern ist bisher eher unterdurchschnittlich. Es gibt kaum Firmen, die in die Hardware investieren oder Bauteile anbieten. Selbst Internet-Provider interessieren sich zwar für Quantenkryptographie, damit die Kommunikation abhörsicher bleibt. Aber die Devise lautet auch dort: Erst einmal schauen, was sich tut, dann auf den Zug aufspringen.

Bitte beachte unsere Community-Richtlinien

Schreib den ersten Kommentar!

Du musst angemeldet sein, um einen Kommentar schreiben zu können.

Jetzt anmelden