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WIE FUNKTIONIERT EIN QUANTENCOMPUTER? ten führen könnte. Auch Anwendungen aus dem Bereich der
Der Unterschied zwischen einem Quantencomputer und ei- Künstlichen Intelligenz und die Verarbeitung von Big Data
nem normalen PC der jüngsten Generationen ist etwa so gross könnten mit Quantencomputern einen gewaltigen Sprung
wie der zwischen einem Überschall-Jet und einem Zeppelin, nach vorne machen. Krankheiten oder das Wetter könnten
was die Leistungsfähigkeit angeht. Deshalb liefern sich der- langfristig vorhergesagt werden.
zeit weltweit Spitzenlabors und Firmen wie Google, Micro-
soft und IBM einen heftigen Wettkampf um die Entwicklung VERSCHLÜSSELUNGEN KNACKEN UND DIE
des Quantencomputers. Noch steckt der Quantencomputer NATUR SIMULIEREN
aber in den Kinderschuhen. Dabei ist die Idee schon recht alt: Auch Geheimdienste und das Militär interessieren sich für
Bereits in den 1980er Jahren hatten Physiker darüber nachge- Quantencomputer, denn mit ihnen könnten sie die heute
dacht, ob man die seltsamen Gesetze der Quantenwelt – also gängigen digitalen Verschlüsselungen knacken. Aber genau
die Welt des Allerkleinsten, wie beispielsweise der Elektronen, wie vor über einem halben Jahrhundert, als die herkömm-
Photonen oder Quarks – für völlig neuartige und extrem leis- lichen Computer langsam die damaligen Elektronik-Labo-
tungsfähige Computer nutzen könnte. re verliessen, können wir viele mögliche Anwendungen der
Quantencomputer heute noch gar nicht voraussehen. Man-
DER SUPERCOMPUTER DER ZUKUNFT che Physiker hoffen sogar, mit Quantencomputern sämtliche
Quantencomputer sollen Probleme lösen, an denen selbst Prozesse simulieren zu können, die in der Natur vorkommen,
die grössten Supercomputer bislang scheitern. Zum Beispiel also auch die Entstehung des Universums und die des Lebens.
wollen Forscher mit diesen Computern die Wechselwirkun- Davon sind wir mit unseren heutigen Möglichkeiten weit ent-
gen von Molekülen oder ihre möglichen Zustände simulieren, fernt.
was zu Durchbrüchen in der Entwicklung von Medikamen-

WAS SIND EIGENTLICH “QUANTEN“? Photon oder auch Lichtteilchen genannt. Das Quant in ei-
Sie geben dem Quantencomputer ihren Namen. Mit dem nem Quantencomputer kann ein geladenes Atom, also ein
Begriff „Quant“ wird in der Physik der kleinstmögliche Ion, oder eine bestimmte Menge von Elektronen in einem
Wert einer physikalischen Grösse beschrieben, er ist also Kreisstrom sein. Angelehnt an die Bits in herkömmlichen
eine Art „Stückelung“, wie die Pixel eines digitalen Fo- Computern wird dieses Quant als Qubit bezeichnet und ist
tos. Ein Quant kann nicht geteilt werden, es kann nur als die Grundrecheneinheit in Quantencomputern.
Ganzes erzeugt oder vernichtet werden. In der Welt der
Quanten gelten Gesetze, die unserer Alltagserfahrung wi- WIE FUNKTIONIERT EIN QUANTENCOMPUTER?
dersprechen. Bis heute haben die Physiker sie nicht völlig Heute gängige Computer, Smartphones, Smartwatches
verstanden. oder Taschenrechner haben eines gemeinsam, sie arbeiten
Das für uns am einfachsten vorstellbare Quant ist das mit Bits. Ein Bit kann nur zwei Zustände annehmen: ent-
Quant einer elektromagnetischen Welle, also von sichtba- weder eine 1 oder eine 0. Diese beiden Zustände werden in
rem Licht, Radiowellen oder Mikrowellen usw… Es wird den Prozessoren von heutigen Computern mit Strom dar-

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