Die Spezialisten der beiden bekannten Unternehmen Google und IBM sind vor einigen Monaten in einen regelrechten Wettbewerb auf dem Gebiet der Computertechnologie eingetreten. Vertreter von Google haben den erfolgreichen Abschluss des Quantencomputings vorgestellt und sich als Marktführer in diesem Segment positioniert. Und einige Zeit später gaben Ingenieure von IBM bekannt, dass der von ihnen gebaute Supercomputer die gleichen Berechnungen mit viel höherer Präzision durchführte. Der Zeitaufwand ist fast identisch mit dem der Quantenmaschine von Google.
Viele bekannte Wissenschaftler bezweifeln die Möglichkeit, einen Quantencomputer zu schaffen, der in der Lage ist, nützliche und reale Probleme zu lösen, und das, obwohl die Maschine selbst eine sehr nützliche Erfindung ist. Die Vielseitigkeit der Quantentechnologie ermöglicht es ihr, an der Schaffung der neuesten intelligenten Systeme, der Entwicklung moderner kryptographischer Techniken, einiger Arten von Batterien. Gleichzeitig sind die Experten sehr skeptisch, was die möglichen Anwendungen solcher Computer angeht.
Der französische Wissenschaftler Michel Diaconov arbeitet seit mehreren Jahren am Quantencomputing. Er kommt zu dem Schluss, dass zufällige Maschinenfehler unvermeidlich sind. Tatsache ist, dass bestehende Quantencomputer mit einem Quantenbitsystem arbeiten, während moderne Computer nach dem Prinzip des Binärcodes funktionieren. Eine grundlegende Eigenschaft von Quantenbits ist ihre Fähigkeit, in einer Überlagerung zu existieren, in der sie gleichzeitig Null und Eins sein können. Außerdem kommunizieren die Qubits miteinander, auch wenn sie weit voneinander entfernt sind.
Ein Superpositions-Quantenprozessor kann also gleichzeitig eine große Anzahl von Lösungen präsentieren. Diese Fähigkeit erhöht die Berechnungsgeschwindigkeit erheblich und ermöglicht schnellere Optimierungsprozesse. Große Unternehmen in aller Welt investieren enorme Summen in die Entwicklung von Quantencomputertechniken. So hat China beispielsweise ein neues Forschungszentrum im Wert von 10 Milliarden Dollar gebaut, und die EU hat einen Forschungsplan im Wert von 1 Milliarde Euro entwickelt.
Eine der vorrangigen Anwendungen von Quantencomputern ist die Untersuchung von Algorithmen zum Knacken von Verschlüsselungssystemen. Damit ein Computer jedoch eine Reihe grundlegender Aufgaben in diesem Bereich ausführen kann, muss er über mehr als ein paar hunderttausend Qubits verfügen. Moderne Quantencomputer verfügen dagegen über nicht mehr als 100 ähnliche Einheiten. Und damit die Geräte richtig funktionieren, müssen die kleinsten Fehler in der Interaktion zwischen dem System und der Umgebung beseitigt werden. Dies ist noch nicht erreicht worden.
Welche Auswirkungen hat die Rivalität zwischen Quantenmaschinen und Supercomputern auf die zukünftige Entwicklung von Computertechnologie und welche Vorteile bieten Quantenmaschinen im Vergleich zu Supercomputern?
Die Rivalität zwischen Quantenmaschinen und Supercomputern hat erhebliche Auswirkungen auf die zukünftige Entwicklung der Computertechnologie. Quantenmaschinen bieten einige wichtige Vorteile gegenüber herkömmlichen Supercomputern. Zum einen können Quantenmaschinen aufgrund der Quanteneffekte extrem komplexe Berechnungen in kürzester Zeit durchführen und ermöglichen damit eine exponentielle Steigerung der Rechenleistung. Dadurch könnten Probleme gelöst werden, die für herkömmliche Supercomputer praktisch unlösbar sind, wie beispielsweise die Simulation von komplexen Molekülen oder die Faktorisierung großer Zahlen für die Kryptographie. Zudem haben Quantenmaschinen das Potenzial, massive Parallelverarbeitung zu ermöglichen, was bedeutet, dass mehrere Berechnungen gleichzeitig durchgeführt werden können. Dies ermöglicht eine dramatische Beschleunigung von Berechnungsprozessen und bietet große Vorteile in vielen Anwendungsgebieten wie Künstlicher Intelligenz, Big Data-Analyse oder Materialwissenschaften. Trotzdem gibt es noch viele technologische Herausforderungen und Limitationen für Quantenmaschinen, die noch überwunden werden müssen. Die Entwicklung von Quantenmaschinen steht daher noch am Anfang und wird weiterhin viel Forschung und Entwicklung erfordern, um ihre volle Leistungsfähigkeit zu entfalten. Es wird erwartet, dass sich die Rivalität zwischen Quantenmaschinen und Supercomputern weiterhin intensivieren wird, was zu weiterer Innovation und Fortschritt in der Computertechnologie führen wird.