"Quantencomputer machen Algorithmen durch schiere Rechenleistung platt"

Nitsche, Christof, Wu, Xinyang, Brajovic, Danilo +1 more

Ariane Rüdiger

R. Blümel

Abstract Die Schwingungsmoden einer elastischen Platte kann man durch Bestreuen mit Sand sichtbar machen. Der Sand wird von den vibrierenden Stellen der Platte weggestoßen und in den Knotenlinien der Schwingungsmoden gesammelt. Auf diese Weise entstehen „Staubfiguren”︁, die von Chladni im Jahre 1787 in seinem Buch „Entdeckungen über die Theorie des Klanges”︁ erstmals beschrieben wurden [1]. Chladni benutzte Glas‐ und Metall‐platten, die er durch Streichen mit einem Violinbogen zum Schwingen anregte. Sein Buch enthält elf Kupferstiche mit über hundert Abbildungen von Staubfiguren, die er mit runden, rechteckigen, drei‐ und sechseckigen Platten erzeugte. Zwei typische Staubfiguren einer runden und einer quadratischen Platte sind in Abb. 1, oberer Teil zu sehen. Es fällt auf, daß sich Chladni auf die Untersuchung von Platten beschränkte, die durch ein hohes Maß an Symmetrie ausgezeichnet sind.

Daniel Fasnacht, Christian Straube

Zusammenfassung Für den nächsten Konjunkturzyklus benötigen wir viel mehr Rechenkapazität und Computer mit Transistortechnologie kommen an ihre Grenzen. Es sind also neue Innovationen gefragt. Der Quantencomputer, der das binäre System aushebelt und nicht auf Mikroprozessoren aus Silizium basiert, könnte eine Lösung sein. Diese Technologie wird sich exponentiell weiter entwickeln und nachhaltige Auswirkungen auf Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft haben. Speziell die Quantenkommunikation bietet eine vollständig neuartige Möglichkeit verteilter Rechenleistung, indem sie erlaubt Quantencomputer über Quantenkanäle zu vernetzen und so intrinsisch sichere Kommunikation zu gewährleisten. Dieser Artikel macht begreiflich, wie Quantencomputer neue Phänomene ausnutzen, die in der klassischen Physik nicht auftreten. Entlang vier identifizierter Haupteinsatzgebiete (Optimierung, Simulation, Maschinelles Lernen und Kryptographie) beschreiben wir Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen. Wir erklären wie technische Herausforderungen das Potenzial noch zurückhalten und wie der Quantencomputer als Ergänzung zu traditionellen Computersystemen einen großen Beitrag leisten kann. Entsprechend müssen Unternehmen nicht unbedingt in Quantencomputer investieren, sondern in deren Nutzung. Quantum als Service kann ein erster Schritt für visionäre Unternehmer sein, um sich damit vertraut zu machen und frühzeitig Wettbewerbsvorteile zu erlangen.

Derk Frerichs-Mihov, Stephan Beirer

Jens D. Billerbeck