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Der nächste große: Quantencomputer

Der nächste große in der schier unendlichen reihe von neuen technischen Innovationen, und immer mal wieder in den Medien: Quantencomputer.

Ein Quantencomputer funktioniert nicht auf herkömmlicher Physischer ebene, sondern auf Basis der Quantenmechnaik. Ein Quantencomputer kann nicht als herkömmlicher, besserer, Computer betrachtet werden.

Der Quantencomputer kann nur einige wenige Aufgaben, dafür aber richtig gut. Dazu zählt z.B. das durchsuchen von Riesigen Datenbanken.

Der grundlegendste Unterschied zwischen einem Digitalcomputer und einem Quantencomputer sind die Bits bzw. Qbits. Während das Bit eines Digitalcomputers entweder 1 oder 0 darstellt, kann der Quantencomputer beide Zustände gleichzeitig einstellen.

Man kann sich das vorstellen wie einen Pfeil, der sich auf einer Kugeloberfläche bewegt. Bei einem Bit kann der Pfeil nur nach oben oder nach unten zeigen. Bei einem Qubit kann der Pfeil in jede Richtung zeigen. (Quelle)

Ein Quantencomputer ist deutlich fehleranfälliger, wenn der Feil bei einem normalen Digitalrechner ein wenig verrutscht ist dieser immer noch der 1 oder der 0 zuzuordnen, während solch ein Fehler bei einem Quantencomputer direkt zu einem Problem wird.

Die Zahl der Daten die ein Quantencomputer gleichzeitig verarbeiten kann steigt kontinuierlich um so mehr Qubits hinzukommen.

Wenn uns 8 Bits zur Verfügung stehen, können diese genau eine Zahl zwischen 0 und 255 speichern. 8 Qubits hingegen können in allen 256 Möglichkeiten gleichzeitig sein. Wird ein Qubit addiert, sind das schon 1024 Möglichkeiten. Mit einem weiteren Qubit haben wir schon 2048 Möglichkeiten. Nur 34 Qubits reichen, um mehr als 10 Milliarden Werte gleichzeitig darzustellen. (Quelle)

Ein Quantencompute kann in bestimmten Aufgaben eine riesige Beschleunigung erreichen allerdings wird ein angepasster Algorithmus benötigt, er wird also nicht klassisch Programmiert. Meistens sind die Algorithmen so ausgelegt, das sie alle möglichen Möglichkeiten nacheinander abarbeiten, bis am Ende ein einziges Ergebnis übrig bleibt. Das Programmieren eines solchen Computers ist deutlich komplizierter und es gibt keine Programmiersprachen wie z.b. Java, C++ usw.

Welche Rahmenbedingungen müssen gegeben sein?

Damit ein Quantencomputer überhaupt störungsfrei funktioniert braucht die CPU eine Temperatur von – 273 °C.

Tatsächlich brauchen neuere Qubit Chips nur ca. 30 Watt, während die Kühlung mehrere Megawatt verbraucht.

googles quantencomputer
Googles neuer Quantenchip mit 72 Qubits.

Wer arbeitet an Quantencomputern?

Die Quantencomputer werden schon als das „nächste große“m in der IT Industrie gehandelt, diese Technologie eröffnet eine Vielzahl von Möglichkeiten. Alle Großen IT Konzerne mischen mit: z.b. Google, IBM usw.

Die Erforschung und Entwicklung kostet viel Geld, aus diesem Grund sind nur wenige Start-Ups in der Szene aktiv.

Was wird uns die Zukunft noch bringen?

Quantencomputer werden, wahrscheinlich für immer, eher ein Hilfsmittel der Wissenschaft und von BigData Konzernen sein. Zuhause werden nur die wenigsten einen Quantencomputer stehen haben.

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