Das Quantencomputing ist einer der aufstrebendsten und dynamischsten IT-Bereiche. Quantencomputer machen sich die physikalischen Eigenschaften von Quantenobjekten wie Atomen, Elektronen oder Photonen zunutze. Während die Bits herkömmlicher Digitalrechner nur die Werte 0 oder 1 haben, arbeiten Quantencomputer mit Quantenbits, den sogenannten Qubits, die neben 0 oder 1 auch beide Werte gleichzeitig in einem Überlagerungszustand annehmen können, sowie beliebige Werte zwischen 0 und 1.
Die Quantentechnologie ermöglicht den Bau von leistungsstarken Supercomputern der neuen Generation, die nicht nur wirtschaftliche, sondern auch viele globale Probleme lösen können. Besonders effektiv erweisen sich Quantencomputer in den folgenden Bereichen:
- Künstliche Intelligenz;
- Simulationsmodellierung;
- Globale Optimierung;
- Maschinelles Lernen;
Die Fähigkeit von Quantencomputern, über binäre Kodierung und sequenzielle Algorithmen hinauszugehen, ist von großer Bedeutung. Dies wirkt sich auf die Menge der zu analysierenden Daten aus und ermöglicht erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von KI und neuronalen Netzen. Der Einsatz von Quantentechnologien in Cloud-Infrastrukturdiensten (IaaS) und -Plattformdiensten (PaaS) gilt als besonders vielversprechend.
Die Entwicklung von Quantencomputern erfordert nicht nur Investitionen, Innovationen und neue Software, sondern auch neue Konzepte und Ansätze. Eine der Herausforderungen ist die Entwicklung neuartiger Quantenalgorithmen, die die Vorteile der Quantentechnologie voll ausschöpfen.
Quantentechnologien erobern den Markt
Industriegiganten wie IBM, Microsoft, Google und Honeywell arbeiten auf dem Gebiet der Quantentechnologien. Google verfügt über ein Labor für künstliche Quantenintelligenz und erklärte, das Unternehmen habe eine Quantenüberlegenheit erreicht. Sein Quantencomputer bewältigte eine komplexe Rechenaufgabe in 200 Sekunden, während ein digitaler Supercomputer dafür 10.000 Jahre bräuchte. Das Start-up-Unternehmen PsiQuantum verspricht, mit seiner eigenen Technologie einen leistungsfähigeren Quanten-Supercomputer, als es der von Google ist, zu bauen, und IonQ schmiedet Pläne für die Markteinführung eines Massen-Quantencomputers.
Es gibt Aufgabenklassen, wie Echtzeitoptimierung und Parallelverarbeitung, die selbst die leistungsstärksten klassischen Supercomputer nicht bewältigen können. Für sequenzielle Algorithmen werden jedoch weiterhin Digitalrechner benötigt. Die Entwicklung von Quantentechnologien erfordert nicht nur Innovationen, sondern auch neue Anwendungsszenarien und eine spezielle Ausbildung von IT-Spezialisten.