Expertenwissen
Quantencomputer: die nächste Ära der Rechenleistung?
Lückenschließerin
Beatrix Hiesmayr forscht und lehrt an der Fakultät für Physik der Universität Wien. Ihre Arbeit konzentriert sich auf Quantenphänomene, insbesondere Verschränkung in physikalischen Systemen mit hoher und niedriger Energie. Im Bereich hoher Energien erforscht sie die Anwendung codierter Quanteninformation zur Krebserkennung beim Menschen. Zusätzlich engagiert sie sich dafür, die Forschung mit innovativen didaktischen Ansätzen einem breiten Publikum zugänglich zu machen, und trägt so zur Vertiefung des Verständnisses von Quantenphänomenen bei. Ein nicht so leichtes Unterfangen.
Die Entwicklung der Quantencomputer
Die Idee von Quantencomputern entstand in den frühen 1980er-Jahren, als Physiker wie Richard Feynman und Yuri Manin begannen, theoretische Konzepte von Computern zu erforschen, die Quantenmechanik nutzen. Der eigentliche praktische Fortschritt begann jedoch in den 1990er-Jahren, als Forscher wie Peter Shor und andere wichtige Algorithmen entwickelten, die auf Quantencomputern laufen könnten. In den letzten Jahren hat das Interesse an Quantentechnologie stark zugenommen, was zu einer verstärkten Forschung und Investitionen geführt hat. Trotzdem befindet sich die Technologie noch in einem frühen Entwicklungsstadium und steht vor vielen Herausforderungen, bevor sie in großem Maßstab einsatzbereit sein wird.
Warum wird Quantentheorie eingesetzt?
Die Quantentheorie ist komplex und führt zu manchmal überraschenden und gegenintuitiven Ergebnissen. Sie hat jedoch erstaunliche Vorhersagen gemacht und ist die Grundlage für viele moderne Technologien wie Computerchips, Lasertechnologie und Kernspinresonanz. Trotz ihrer Herausforderungen ist die Quantentheorie eine der erfolgreichsten Theorien in der Physik.
Die wichtigste Message hier ist: Was auf uns zukommt, funktioniert ganz anders als das gewohnte. Weder digital noch anlog, das passt beides nicht. Warum ist das jetzt relevant oder interessant für den Bildungsbereich? Nicht unbedingt besser in manchen Bereichen als ein klassischer Computer, aber es wird heftig geforscht. Bankomatkarten sind nur so lange sicher, solange es keine Quantencomputer geben wird. Quantencomputer brauchen weniger Stunden oder Minuten, wobei ein klassischer Computer eine Million Jahre braucht. Da kommt was Neues auf uns zu.
Auf dem Weg zur Quantenzukunft
Es ist wichtig zu beachten, dass die praktische Umsetzung von Quantencomputern eine äußerst komplexe Herausforderung darstellt. Bis heute sind wir noch nicht an dem Punkt, an dem Quantencomputer allgemein verfügbar oder weit verbreitet sind. Die Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet schreitet jedoch voran, und es gibt immer wieder bedeutende Fortschritte in der Realisierung von Quantencomputern.
Interessant ist auch, nachdem Quantencomputer anders funktionieren als klassische Computer, müssen wir natürlich Leute schulen, möglichst früh in dieser Art zu denken. Umso mehr man schon die eingefahrenen Denkmuster hat, umso schwieriger fällt einem dann, so was auch zu lernen. Und daran glaube ich auch, dass es so wichtig ist, dass wir früh anfangen mit dieser Ausbildung, um das zu zeigen, wie das funktioniert.