{"id":9482,"date":"2022-10-07T11:55:57","date_gmt":"2022-10-07T09:55:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.psw-group.de\/blog\/?p=9482"},"modified":"2025-12-17T14:51:53","modified_gmt":"2025-12-17T13:51:53","slug":"quantencomputer-und-quantenmechanik-ist-das-unsere-zukunft","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.psw-group.de\/blog\/quantencomputer-und-quantenmechanik-ist-das-unsere-zukunft\/","title":{"rendered":"Quantencomputer und Quantenmechanik \u2013 Ist das unsere Zukunft?"},"content":{"rendered":"

Sind Quantencomputer unsere neue Zukunft? Wer den technologischen Fortschritt der letzten Jahre oder gar Jahrzehnte beobachtet hat, hat festgestellt, dass viele der neu eingesetzten IT-Systemen in Firmen oder auch im privaten Gebrauch schnell \u00fcberholt und somit veraltet sind. Quantencomputing und die damit genutzten Quantencomputer sind schon seit einiger Zeit im Gespr\u00e4ch. Was man unter Quantencomputer versteht und welche Chancen und Risiken diese mitbringen, stellen wir Ihnen in unserem heutigen Beitrag vor.<\/p>\n

Was sind Quantencomputer?<\/h2>\n

Ein Quantencomputer mit dem darin verbauten Quantenprozessor wird als eine Art \u201eSuper Computer\u201c in der IT-Welt bezeichnet. Dabei nutzt der verbaute Prozessor, wie der Name schon sagt, die Gesetze der Quantenmechanik bzw. Quantencomputing.<\/p>\n

Aber was hei\u00dft das jetzt?<\/em><\/p><\/blockquote>\n

Ein \u00fcblicher Computer arbeitet auf den elektronischen Zust\u00e4nden, vielen bekannt als die kleinste Recheneinheit, den sogenannten \u201eBits\u201c; die aus Nullen und Einsen bestehen. Der Quantencomputer hingegen arbeitet mit den quantenmechanischen Zust\u00e4nden. Ein Quantenbit kann somit viele Zust\u00e4nde zwischen diesen beiden Zahlen einnehmen. Vergleichen kann man dies mit einem Lichtschalter mit Dimm-Funktion. So kann ein normaler Lichtschalter nur an- bzw. ausgeschaltet sein (Null oder Eins). Der Schalter mit der Dimm-Funktion kann mehrere Zust\u00e4nde dazwischen einnehmen (Quantentechnologie). Dieser bildlich dargestellte Zustand nennt man in der Quantendynamik \u201eSuperposition<\/a>\u201c.<\/p>\n

Zukunft der Informationstechnik: Quantenmechanik und Quantencomputer<\/h2>\n

Die Quantenmechanik hat gro\u00dfes Potenzial! Ein Quantencomputer mit seinen genutzten Quantenbit ist deutlich leistungsf\u00e4higer in seinen Prozessen, wie ein herk\u00f6mmlicher Computer. Die genutzten Quantenbits k\u00f6nnen mit anderen Quantenbits zusammengeschaltet werden. Dadurch entsteht ein Quantensystem, das selbst komplexeste Berechnungen, wie Klimavorhersagen, diverse Prognosen oder Geo-Berechnungen m\u00fchelos erarbeiten kann.<\/p>\n

Auch in Bereich der Kommunikation kann die Quantenmechanik die Verschl\u00fcsselung auf ein ganz neues Level bringen. Um mehr \u00fcber die Verschl\u00fcsselung \u00fcber die Quantentechnologie zu erfahren, lesen Sie unseren Beitrag \u201eQuantenkommunikation: Abh\u00f6rsicheres Internet<\/a>\u201c und den nachfolgenden Beitrag \u201eQuantenkryptografie einfach erkl\u00e4rt<\/a>\u201c.<\/p>\n

Chancen der Quantenmechanik in der Wirtschaft<\/h3>\n

So ist auch die Entwicklung des Quantencomputing auf den Finanzm\u00e4rkten nachvollziehbar: Investoren setzen an der B\u00f6rse auf die neuartigen Computer. Rund 200 Millionen Dollar Wagniskapital sind in den vergangenen Jahren j\u00e4hrlich in Start-ups aus der Branche geflossen. Im Jahr 2020<\/a> folgte die Verdoppelung auf 500 Millionen Dollar.<\/p>\n

Laut dem Strategie- und Unternehmensberater BCG sollen Quantencomputer ab dem Jahr 2050 zwischen 450 und 850 Milliarden Dollar an Wert schaffen. Dies soll durch neue Ums\u00e4tze, als auch durch geschaffene Kostenersparnissen bewerkstelligt werden. Marktprognosen zufolge, soll bis 2030 die Branche selbst, also die Hersteller von Quantencomputern, j\u00e4hrlich einen Umsatz von 65 Milliarden Dollar erzielen.<\/p>\n

Probleme und Risiken bei Quantencomputer<\/h3>\n

Derzeit ist die Quantenmechanik noch nicht vollends erforscht und dementsprechend auch die entwickelten der Quantencomputer. Daher sind viele Annahmen nur theoretisch oder beruhen auf Ergebnissen und Prognosen von Prototypen zum aktuellen Zeitpunkt.<\/p>\n

Die auf dem Markt existierenden Prototypen eines Quantencomputers k\u00f6nnen den Zustand der \u201eSuperposition\u201c der Quantenbits lediglich nur Millisekunden aufrechterhalten. Anschlie\u00dfend zerf\u00e4llt das Quantensystem. Grund daf\u00fcr sind die Quanten an sich, denn diese m\u00fcssen extrem gek\u00fchlt werden, d\u00fcrfen nicht auf anderen Quanten im System treffen und m\u00fcssen von diesen isoliert werden. Das stellt derzeit die gr\u00f6\u00dfte technische Herausforderung f\u00fcr die Wissenschaftler dar.<\/p>\n

Zus\u00e4tzlich stellt die Programmierung der Quantencomputer ein anschlie\u00dfendes Problem dar. Es gibt zwar bereits Quantencomputer mit mehr als 2.000 Quantenbits, diese sind aber nur f\u00fcr eine bestimmte Aufgabe programmiert worden. Das w\u00e4re so als h\u00e4tte man den schnellsten Computer der Welt, der aber nur eine Funktion \u2013 beispielsweise Addition der Taschenrechner-App \u2013 nutzen kann.<\/p>\n

Wo geht die Reise der Quantenmechanik hin?<\/h2>\n

Entwickelnde arbeiten stetig am Voranschreiten des Quantencomputings. Daher werden frei programmierbare Quantenbits erst simuliert; d.h. mithilfe von Supercomputern die Rechenleistung von frei programmierbaren Quantenbits nachgestellt. Derzeit liegt der Rekord bei 49 dieser Quantenbits, die in Deutschland erreicht wurden.<\/p>\n

Im Supercomputing Center J\u00fclich (Nordrhein-Westfalen, Deutschland) ist ein neuer Quantencomputer in Betrieb gegangen, der mit 5.000 Quantenbits als Quantenannealer h\u00f6chst aufwendige Rechenoperationen unterst\u00fctzt, wie sie etwa in der Klimaforschung anfallen. Die Anlage ist nach Angaben der Forschenden die gr\u00f6\u00dfte au\u00dferhalb Nordamerikas. – Januar 2022 \/ PC-Welt<\/em><\/p><\/blockquote>\n

Die allgemeine Rechenleistung von Computern wird mit der Quantenmechanik entsprechend deutlich steigen, wenn die Erforschung des Algorithmus und die Technik der Quantentechnologie von den Wissenschaftlern und Entwicklern verstanden und umgesetzt wurde. Mit den Chancen und Vorteilen des Quantencomputings gibt es, wie bei allem, auch die Schattenseite! Denn mit Voranschreiten der Technologie entstehen auch bisher ungeahnte Risiken, Gefahren und Schwachstellen in diesem System. Diese m\u00fcssen von der IT-Sicherheit erkannt und Ma\u00dfnahmen f\u00fcr diese entwickelt werden.<\/p>\n

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