Im Oktober 2019 verkündete Google, dass sein 53-Qubit-Computer mit dem Namen Sycamore, die "Quantenüberlegenheit" erreicht habe. Das heißt jetzt nicht, dass wie in Hollywood-Filmen die Maschinen die Weltherrschaft übernommen hätten, sondern dass ein wichtiger Meilenstein im Bereich Quantum Computing erreicht wurde. In diesem Fall konnte ein Quantencomputer eine Aufgabe wesentlich schneller lösen als ein klassischer Computer.
Die Welt der Quantenmechanik
Quantencomputer haben das Potenzial, viele Bereiche unseres Lebens umzukrempeln, ähnlich wie es die herkömmlichen Computer einst getan haben. Traditionelle Computer rechnen mit Bits. Diesen liegen technisch Schalter zugrunde, sogenannte Transistoren. Sie können einen von zwei Zuständen annehmen: 1 oder 0. Auf heutigen Chips befinden sich mehrere Milliarden Transistoren. Allerdings können bei besonders kleinen Transistoren Probleme beim Schalten entstehen. Traditionelle Computer geraten an ihre Grenzen. Die Lösung: Quantencomputer.
Bei Quantencomputern handelt es sich nicht einfach um irgendwelche besonders schnellen Computer. Es geht um eine ganz andere Art der Computertechnologie, welche letztlich zu einer exponentiellen Erhöhung der Rechengeschwindigkeit führt. Den Quantencomputer liegen die Gesetze der Quantenmechanik zugrunde. In dieser Welt ist die Überlagerung von physikalischen Größen möglich. Teilchen können gleichzeitig mehrere Zustände annehmen und sich an zwei Orten gleichzeitig befinden. Deshalb arbeiten Quantencomputer mit sogenannten Qubits (Quanten-Bits). Diese können nicht nur die Werte 0 oder 1 annehmen, sondern jede beliebige Kombination aus beidem.
Alles nur ein Wunschtraum?
Damit können Quantencomputer unzählige mathematische Probleme gleichzeitig abarbeiten, während ein herkömmlicher Computer nacheinander Rechenschritte ausführt und nicht zum Ziel führende Wege einen nach dem anderen ausschließen muss. Beispielsweise würde ein klassischer Computer bei der Suche nach einem Ausweg aus einem Labyrinth einen Weg nach dem anderen ablaufen und ausschließen, während ein Quantencomputer jeden möglichen Weg gleichzeitig prüfen würde. Die Zeitersparnis wäre enorm. Nur sind wir leider sehr weit weg von alltagstauglichen Quantencomputern.
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