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Praxisnutzen von Quanten-Computing rückt näher Was Entwickler jetzt über Quantencomputer wissen sollten

Autor / Redakteur: Thomas Joos / Stephan Augsten

Die großen Technologie-Konzerne kommen einem praktischen Nutzen von Quantencomputern immer näher. Nun ist einem weiteren großen Player ein Durchbruch gelungen, der einen weiteren Schritt zum Praxisnutzen von Quantencomputern darstellt.

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Entwickler sollten sich frühzeitig mit den Möglichkeiten von Quantencomputern auseinandersetzen.
Entwickler sollten sich frühzeitig mit den Möglichkeiten von Quantencomputern auseinandersetzen.
(Bild: TheDigitalArtist / Pixabay )

Quantencomputer können um ein Vielfaches schneller sein als aktuelle Spitzencomputer. Daher gelten Quantencomputer als die nächste Evolution der Binärrechner. Allerdings steckt die Technik noch in einem frühen Stadium.

Intel ist es nach eigenen Informationen gelungen „heiße“ Qubits zu kontrollieren. Dabei handelt es sich um Spin-Qubits, die auch oberhalb von einem Kelvin betrieben werden können. Dadurch lassen sich Chips produzieren, die nicht die bisherigen, sehr tiefen Temperaturen benötigen.

Aktuelle Entwicklungen in der Quantencomputer-Technologie

Außerdem habe Intel es geschafft, zwei Qubits mit einer Genauigkeit von über 99 Prozent zu kontrollieren. Man sei der Überzeugung, von der Entwicklung eines skalierbaren Quantencomputers nur noch einen Schritt entfernt zu sein. Mehr dazu ist im Artikel „Universal quantum logic in hot silicon qubits“ des Wissenschaftsmagazins „Nature“ zu lesen.

Intel, Google und IBM stellen in immer kürzeren Zeiträumen Durchbrüche im Bereich der Quanten-Computer vor. Allerdings ist der Weg in die Praxis noch weit. Forscher gehen davon aus, dass in den nächsten fünf bis zehn Jahren noch keine umfassenden, praktischen Einsatzgebiete zu erwarten sind.

Derzeit werden nur wenige Qubits kontrolliert. Google hat eine akademische Berechnung mit 53 Qubits durchgeführt. Das Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt geht davon aus, dass zum Beispiel für eine realistische Berechnung einer Kernreaktion mindestens 180.000 Qubits benötigt werden.

Das zeigt, dass die Technologie noch weit von der Praxis entfernt ist. Allerdings ist relativ klar, dass Quantencomputer langfristig eine wichtige Technologie darstellen. Es ist also durchaus sinnvoll, dass sich auch Entwickler mit dem Thema auseinandersetzen.

Entwickler können sich bereits mit Quantencomputer-Technologie beschäftigen

Natürlich ist es aktuell sehr früh, sich mit der Technologie von Quantencomputern auseinanderzusetzen. Es ist allerdings abzusehen, dass diese Technologie in Zukunft eine Rolle spielen wird. Quantencomputer bieten vor allem im Bereich der Kryptografie großes Potenzial. Darüber hinaus können Entwickler mit Quantenrechnern in Zukunft Probleme lösen, zu denen herkömmliche Computer nicht in der Lage sein, oder sehr viel länger benötigen.

Die größten IT-Unternehmen der Welt befassen sich mit Hochdruck mit der Technologie. Da hier auch Sicherheitsbereiche wie Verschlüsselung und Authentifizierung eine wichtige Rolle spielen, sollten Entwickler jetzt schon prüfen, ob ihre Anwendungen unter Umständen Probleme bekommen, sobald Quantencomputer verbreitet sind.

Ein wichtiger Bereich ist dabei die Verschlüsselung. Weil Quantencomputer Verschlüsselungen sehr viel leichter knacken kann es sinnvoll, das Verschlüsselungsmodul in einem Programm vom restlichen Code zu entkoppeln. Das ermöglicht später eine Neuentwicklung der Verschlüsselung, ohne das komplette Programm anpassen zu müssen.

Wir haben uns mit dem Thema Entwicklung von Programmen für Quantencomputer bereits im Beitrag „Microsoft Quantum Development Kit wird Open Source“ beschäftigt. Microsoft stellt die Programmiersprache Q# für Quantencomputer Open Source zur Verfügung.

Amazon Web Services startet Quantencomputer in der Cloud

Amazon bietet in AWS mit Amazon Braket einen Dienst an, der es ermöglicht, sich mit Quantencomputern und dazugehörigen Diensten auseinanderzusetzen. Dazu arbeitet der Konzern mit D-Wave, IonQ und Rigetti zusammen. Zusätzlich will Amazon in AWS auch das „AWS Center for Quantum Computing“ und „AWS Quantum Solutions Lab“ anbieten, das Kunden dabei unterstützen soll, sich in Quantencomputer einzuarbeiten.

Im Fokus von Amazon Braket stehen vor allem Entwickler. Diese sollen mit dem Dienst Quanten-Algorithmen programmieren und auch gleich testen können. Über den Dienst stellt Amazon auch Beispiel-Codes und Simulatoren zur Verfügung. Entwickler können so bereits jetzt einige Eigenheiten der Quantencomputer und deren praktischen Nutzen kennenlernen.

IBM Quantum Experience – Quantencomputer für Entwickler

Auch IBM stellt mit Quantum Experience einen Dienst zur Verfügung, über den sich Entwickler gratis mit den Möglichkeiten von Quantencomputern auseinandersetzen können. Bereits jetzt nutzen zehntausende Entwickler das Angebot. Anleitungen finden sich auf der genannten Webseite im Bereich „Get started with IBM Quantum Experience“.

Fazit

Quantencomputer werden in Zukunft sicher eine große Rolle spielen. Erwartungsgemäß dürften in Zukunft deutlich mehr Informationen und Plattformen zur Verfügung gestellt werden. Es lohnt sich also, regelmäßig einen Blick auf den Stand der Technik zu werden und die kostenlosen Dienste zu testen.

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Über den Autor

 Thomas Joos

Thomas Joos

Freiberuflicher Autor und Journalist