{"id":54415,"date":"2019-12-25T00:00:00","date_gmt":"2019-12-24T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/kubity-vmesto-bitov-kakoe-budushhee-gotovyat-nam-kvantovye-kompyutery"},"modified":"2020-02-18T14:02:25","modified_gmt":"2020-02-18T11:02:25","slug":"kubity-vmesto-bitov-kakoe-budushhee-gotovyat-nam-kvantovye-kompyutery","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/kubity-vmesto-bitov-kakoe-budushhee-gotovyat-nam-kvantovye-kompyutery","title":{"rendered":"Qubits statt Bits: Welche Zukunft bereiten uns Quantencomputer?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Qubits
\nEine der Hauptwissenschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit ist das Rennen um die Schaffung des ersten n\u00fctzlichen Quantencomputers. Tausende von Physikern und Ingenieuren sind daran beteiligt. Ihre Konzepte entwickeln IBM, Google, Alibaba, Microsoft und Intel. Wie wird ein m\u00e4chtiges Rechenger\u00e4t unsere Welt ver\u00e4ndern, und warum ist das so wichtig?
\n<\/a><\/noindex>
\nStellen Sie sich f\u00fcr einen Moment vor: Ein vollwertiger Quantencomputer ist geschaffen. Er ist ein allt\u00e4gliches und ganz nat\u00fcrliches Element unseres Lebens geworden. \u00dcber klassische Berechnungen wird jetzt nur noch in der Schule im Geschichtsunterricht gesprochen. Tief in kalten Kellern operieren leistungsstarke Maschinen mit Qubits, um den Betrieb von Robotern mit k\u00fcnstlicher Intelligenz aufrechtzuerhalten. Sie erledigen alle gef\u00e4hrlichen und einfach monotonen Aufgaben. Beim Spazierengehen im Park schauen Sie sich um und sehen allerlei Roboter. Menschliche Wesen f\u00fchren Hunde aus, verkaufen Eis, reparieren Elektroinstallationen, fegen das Gel\u00e4nde. Einige Modelle ersetzen Haustiere.<\/p>\n

Wir haben die M\u00f6glichkeit erhalten, alle Geheimnisse des Universums zu enth\u00fcllen und in unser Innerstes zu blicken. Die Medizin hat ein neues Niveau erreicht \u2013 innovative Medikamente werden jede Woche entwickelt. Wir k\u00f6nnen prognostizieren und feststellen, wo sich knappe Ressourcen wie Gas und \u00d6l befinden. Das Problem der globalen Erw\u00e4rmung ist gel\u00f6st, Energieeinsparungsmethoden sind optimiert, und in den St\u00e4dten gibt es keinen Verkehrsstau mehr. Der Quantencomputer steuert nicht nur alle robotischen Maschinen, sondern sorgt auch f\u00fcr einen freien Verkehr: Er \u00fcberwacht die Verkehrssituation, korrigiert Routen und \u00fcbernimmt im Notfall die Kontrolle von Fahrern. So k\u00f6nnte das Quantenzeitalter aussehen. <\/p>\n

Quanten-Goldrausch<\/h3>\n

\nDie Perspektiven der Anwendungen sind atemberaubend, weshalb die Investitionen in Quantenentwicklungen von Jahr zu Jahr steigen. Der globale Markt f\u00fcr Quantencomputing wurde 2018 auf 81,6 Millionen US-Dollar gesch\u00e4tzt. Experten von Market.us prognostizieren, dass er bis 2026 381,6 Millionen US-Dollar erreichen wird. Das bedeutet, dass er im Durchschnitt zwischen 2019 und 2026 j\u00e4hrlich um 21,26 % wachsen wird. <\/p>\n

Dieses Wachstum wird durch den zunehmenden Einsatz von Quantenkryptographie in Sicherheitsanwendungen angeregt und ist auf Investitionen von Marktinteressierten im Bereich der Quantencomputing zur\u00fcckzuf\u00fchren. Bis Anfang dieses Jahres hatten laut einer Analyse der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature private Investoren mindestens 52 Unternehmen im Bereich Quanten-technologien weltweit finanziert. An der Entwicklung eines praktisch anwendbaren Quantencomputers arbeiten gro\u00dfe Akteure wie IBM, Google, Alibaba, Microsoft, Intel und D-Wave Systems. <\/p>\n

Ja, w\u00e4hrend die Gelder, die j\u00e4hrlich in diesem Bereich flie\u00dfen, aktuell geringere Aufwendungen darstellen (zum Vergleich: 2018 betrugen die Investitionen in KI 9,3 Milliarden US-Dollar). Aber diese Zahlen sind f\u00fcr eine noch nicht ausgereifte Branche, die noch keine Effizienzkennzahlen vorweisen kann, bedeutend.<\/p>\n

L\u00f6sung quantenmechanischer Probleme<\/h3>\n

\nEs ist wichtig zu verstehen, dass sich die Technologie derzeit noch in einem fr\u00fchen Entwicklungsstadium befindet. Bisher wurden nur Prototypen von Quantenmaschinen und einige experimentelle Systeme entwickelt. Diese sind in der Lage, festgelegte Algorithmen niedriger Komplexit\u00e4t auszuf\u00fchren. Der erste 2-Qubit-Computer wurde 1998 geschaffen, und die Menschheit ben\u00f6tigte 21 Jahre, um die Ger\u00e4te auf das erforderliche Niveau, das sogenannte \u201eQuanten\u00fcberlegenheit\u201c, zu bringen. Dieser Begriff wurde von Professor John Preskill vom California Institute of Technology gepr\u00e4gt und bedeutet die F\u00e4higkeit von Quanten-Ger\u00e4ten, Probleme schneller zu l\u00f6sen als die leistungsst\u00e4rksten klassischen Computer. <\/p>\n

Der Durchbruch in diesem Bereich wurde von dem kalifornischen Unternehmen Google erzielt. Im September 2019 gab die Corporation bekannt, dass ihr 53-Qubit-Ger\u00e4t Sycamore in 200 Sekunden eine Berechnung durchgef\u00fchrt hat, f\u00fcr die der modernste Supercomputer 10.000 Jahre ben\u00f6tigt h\u00e4tte. Diese Aussage l\u00f6ste viele Debatten aus. Bei IBM waren solche Berechnungen kategorisch nicht einverstanden. In ihrem Blog schrieb das Unternehmen, dass ihr Supercomputer Summit diese Aufgabe in 2,5 Tagen bew\u00e4ltigen kann. Und alles, was daf\u00fcr n\u00f6tig ist, ist eine Erh\u00f6hung der Speicherkapazit\u00e4t. Obwohl sich die tats\u00e4chliche Differenz nicht als so gewaltig herausstellte, erreichte Google tats\u00e4chlich als erstes Unternehmen das \u201equantenmechanische \u00dcberlegenheitsprinzip\u201c. Dies ist ein wichtiger Meilenstein in der Computerforschung. Aber nicht mehr als das. Der Erfolg von Sycamore ist ausschlie\u00dflich demonstrativen Charakters. Er hat keine praktische Anwendung und ist f\u00fcr die L\u00f6sung realer Aufgaben nutzlos. <\/p>\n

Das Hauptproblem ist die Hardware. W\u00e4hrend traditionelle Recheneinheiten die Werte 0 oder 1 haben, k\u00f6nnen Qubits in der seltsamen Quantenwelt gleichzeitig in beiden Zust\u00e4nden sein. Dieses Merkmal wird Superposition genannt. Qubits sind wie sich drehende Kreisel: Sie drehen sich sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn und bewegen sich sowohl nach oben als auch nach unten. Wenn Sie das verwirrend finden, sind Sie in bester Gesellschaft. Richard Feynman sagte einmal: \u201eWenn Sie denken, Sie verstehen die Quantenmechanik, dann verstehen Sie sie nicht.\u201c Mutige Worte von einem Mann, der den Nobelpreis f\u00fcr ... Quantenmechanik erhielt.<\/p>\n

So sind Qubits extrem instabil und anf\u00e4llig f\u00fcr \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse. Ein Auto, das vor den Fenstern des Labors vorbeif\u00e4hrt, der interne Ger\u00e4usch des K\u00fchlsystems, ein durchfliegendes Teilchen aus dem Weltraum \u2014 jede zuf\u00e4llige St\u00f6rung, jede Interaktion st\u00f6rt ihre Synchronit\u00e4t und sie dekoh\u00e4rentieren. Dies ist f\u00fcr Berechnungen verheerend. <\/p>\n

Die zentrale Frage f\u00fcr die Entwicklung der Quantencomputing-Technologie besteht darin, welche Hardware-L\u00f6sung aus den vielen untersuchten die Stabilit\u00e4t der Qubits gew\u00e4hrleisten kann. Wer das Problem der Koh\u00e4renzverletzung l\u00f6st und Quantencomputer genauso weit verbreitet macht wie Grafikkarten, wird den Nobelpreis erhalten und der reichste Mensch der Welt werden. <\/p>\n

Der Weg zur Kommerzialisierung<\/h3>\n

\nIm Jahr 2011 begann das kanadische Unternehmen D-Wave Systems Inc. als erstes, Quantencomputer zu verkaufen, obwohl ihre N\u00fctzlichkeit auf bestimmte mathematische Probleme beschr\u00e4nkt ist. In den kommenden Monaten werden Millionen von Entwicklern Quantenprozessoren \u00fcber die Cloud nutzen k\u00f6nnen \u2014 IBM hat versprochen, Zugang zu seinem 53-Qubit-Ger\u00e4t zu gew\u00e4hren. Im Rahmen des Programms namens Q Network haben bisher 20 Unternehmen diese M\u00f6glichkeit erhalten. Darunter befinden sich der Technikhersteller Samsung Electronics, die Automobilhersteller Honda Motor und Daimler, die Chemieunternehmen JSR und Nagase sowie die Banken JPMorgan Chase & Co. und Barclays. <\/p>\n

Die meisten Unternehmen, die heute mit Quantencomputing experimentieren, betrachten es als einen integralen Bestandteil der Zukunft. Ihre Hauptmission besteht darin, herauszufinden, was im Quantencomputing funktioniert und was nicht. Und sie sind bereit, als Erste die Technologie in die Wirtschaft zu integrieren, wenn sie bereit ist. <\/p>\n

Transportorganisationen. Volkswagen entwickelt gemeinsam mit D-Wave eine Quantenanwendung \u2014 ein Verkehrsmanagementsystem. Das neue Programm wird \u00f6ffentlichen Verkehrsorganisationen und Taxiunternehmen in gro\u00dfen St\u00e4dten erm\u00f6glichen, ihren Fuhrpark effizienter zu nutzen und die Wartezeiten f\u00fcr Passagiere zu minimieren. <\/p>\n

Energiesektor. ExxonMobil und IBM f\u00f6rdern den Einsatz von Quantencomputing in der Energiebranche. Sie konzentrieren sich auf die Entwicklung neuer Energietechnologien, die Verbesserung der Energieeffizienz und die Reduzierung von Treibhausgasemissionen. Die Gr\u00f6\u00dfenordnung und Komplexit\u00e4t der Herausforderungen, mit denen der Energiesektor konfrontiert ist, \u00fcbersteigen die M\u00f6glichkeiten moderner herk\u00f6mmlicher Computer und eignen sich gut f\u00fcr Tests auf Quantencomputern. <\/p>\n

Pharmazeutische Unternehmen. Accenture Labs arbeitet mit 1QBit, einem Entwickler von Quantensoftware, zusammen. In nur zwei Monaten wechselten sie von der Forschung zur Konzeptpr\u00fcfung \u2014 der Anwendung einer App zur Modellierung komplexer molekularer Wechselwirkungen auf atomarer Ebene. Dank der Leistung des Quantencomputings besteht die M\u00f6glichkeit, gr\u00f6\u00dfere Molek\u00fcle zu analysieren. Was bringt das der Gesellschaft? Innovative Medikamente mit geringeren Nebenwirkungen.<\/p>\n

Der Finanzsektor. Technologien, die auf den Prinzipien der Quantenmechanik basieren, ziehen zunehmend das Interesse der Banken auf sich. Sie sind daran interessiert, Transaktionen, Gesch\u00e4fte und andere Datentypen so schnell wie m\u00f6glich zu verarbeiten. Barclays und JP Morgan Chase (mit IBM) sowie NatWest (mit Fujitsu) f\u00fchren bereits Experimente zur Entwicklung spezialisierter Software durch. <\/p>\n

Die Akzeptanz solcher gro\u00dfer Unternehmen und das Auftreten unternehmerischer Quantenpioniere sprechen f\u00fcr die kommerzielle Lebensf\u00e4higkeit der Quanten. Wir sehen bereits, wie Quantenberechnungen f\u00fcr reale Probleme eingesetzt werden \u2013 von der Verbesserung der Energieeffizienz bis zur Optimierung von Transportwegen. Und was wichtig ist, der Wert der Technologie wird mit ihrem Fortschritt steigen.
\n
Quelle: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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