Was ist ein Quantencomputer?

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„Das revolutionäre Merkmal von Quantencomputern ist, dass sie viele Berechnungen parallel durchführen, während herkömmliche Computer sie einzeln verarbeiten. Sie können z.B. gleichzeitig nach verschiedenen Abschnitten des Telefonbuchs suchen, anstatt von A nach Z zu scrollen. Eine Suche in der Datenbank wäre viel schneller, da sie sich dem Ergebnis der Frage nähert: Wie wahrscheinlich ist das Ergebnis, das ich in diesem Abschnitt suche? Je breiter die Suche, desto größer der Nutzen des Quantencomputers.

Allerdings befinden wir uns noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Im Prinzip sieht der Kern eines Quantencomputers wie ein herkömmlicher Chip aus, ist aber jetzt viel größer. Wir produzieren Quantenschaltungen aus Computern mit sogenannten Qubits anstelle von digitalen Bits die kleinstmögliche Speichereinheit. Es gibt nicht nur klassische binäre Informationen 0 oder 1 – aktiviert oder deaktiviert – sondern auch Werte zwischen ihnen: quantenmechanische Zustände. Dadurch wird die Rechenleistung deutlich erhöht.

In unserem Forschungsansatz arbeiten wir mit Supraleitern: Diese Materialien sind nicht beständig gegen extrem niedrige Temperaturen und leiten daher sehr schnell Strom. Dies ist wichtig, denn nur wenn die Qubits ohne Probleme angeschlossen werden, haben die Chips bessere Fähigkeiten des Computers. Supraleitende Chips müssen auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt von -273 Grad Celsius gekühlt werden. Daher wird es in Zukunft nicht mehr möglich sein, diese Systeme auf Mobiltelefonen oder Laptops zu installieren. Unternehmen und Forschungsinstitute setzen Quantencomputer viel häufiger in großen Rechenzentren ein. Die Vorteile dieser Lösung liegen in der klaren Geschwindigkeit, nicht in der Platzersparnis.