Einfach erklärt: Quantencomputing
Ein Quanten-Computer erreicht mit Qubits deutlich mehr Rechenleistung als ein Supercomputer mit Bits. Wie das funktioniert einfach erklärt.
Aber was ist Quanten-Computing?
Die bisherige IT basiert auf Bits. Das ist ein Strom von elektrischen oder optischen Impulsen, die Einsen und Nullen darstellen. Diese Zahlen heißen in der Fachsprache Binärzahlen. Unsere gesamte digitale Welt, von Tweets und E-Mails bis hin zu Netflix-Streams, besteht aus langen Reihen solcher Binärzahlen. Quanten-Computing hingegen arbeitet mit so genannten Quantenbits, kurz Qubits.
Qubits befinden sich in einer "Superposition". Sie repräsentieren gleichzeitig die Zustände 0 und 1 – und alles dazwischen. Erst wenn sie gemessen werden, nehmen sie den einen oder anderen Wert an. Stelle dir den Wurf einer Münze vor: während die Münze in der Luft ist, könnte das Ergebnis Kopf oder Zahl sein. Erst wenn sie stehen bzw. liegen bleibt, sehen wir das Ergebnis. Indem sie diese "Superposition" einnehmen, kann eine Gruppe von Qubits eine große Anzahl möglicher Ergebnisse parallel berechnen.
Was dieser Unterschied für Auswirkungen hat kann anhand eines Sudokus verdeutlicht werden:. Während ein herkömmlicher Computer es eins nach dem anderen lösen würde, kann ein Quantencomputer alle Möglichkeiten gleichzeitig "betrachten" und so leicht die beste verfügbare Lösung finden.
Was ist der Unterschied zum Supercomputer?
Quanten-Computer haben das Potenzial, komplexe Berechnungen durchzuführen, die einen Supercomputer an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit bringen. Supercomputer können mathematische Probleme mit einer sehr großen Anzahl von möglichen Lösungen nicht oder nur sehr langsam lösen. beispielsweise die Herausforderung eines Handelsvertreters: Wie berechnet man die kürzeste Route, die durch eine Reihe von Städten führt, bevor es wieder nach Hause geht? Auf den ersten Blick sieht die Lösung einfach aus. Die große Herausforderung besteht jedoch darin, dass die Zahl der möglichen Routen exponentiell ansteigt, je mehr Zwischenstopps der Handelsvertreter einlegen will. Bei drei Städten gibt es nur zwei mögliche Routen - bei zehn Städten sind es bereits 362.880. Bei 50 und mehr Städten ist die Berechnung so komplex, dass sie von einem Supercomputer nicht mehr gelöst werden kann.
Somit eröffnet Quantum-Computing die Möglichkeit, Simulationen, Kryptografie, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen in der Industrie anzuwenden.
