Quantencomputer in naher Zukunft?

Noch sind Quantencomputer eine schöne Phantasie, die zwar theoretisch funktioniert und von Wissenschaftlern auch schon entwickelt wurden, doch ist die Zeit noch fern, in der sie die heutigen Computer ablösen. Aber auch Wartezeiten zur Datenübertragung fielen aus, weil der Quantencomputer auf einem Prinzip basiert, in welchem der Spin, also die Eigenrotation von Elektronen, für die Datenübertragung genutzt würde.

Teilchenphysik
Teilchenphysik (Foto: © Vertigo Signs – Fotolia.com)

Vorstellen kann man sich die Funktion eines Quantencomputers so, das bereits zum Zeitpunkt der Eingabe, also quasi just in time, die Übertragung beim Empfänger ankommt. Bisher gibt es noch ein großes Problem, welches die serielle Entwicklung von Quantencomputern hemmt. Der Quantencomputer verfügt über eine ausgewachsene Dekohärenz, er ist also vergesslich. Da er seine Zustände nicht speichern kann, wie es der Computer an sich tut, würden Daten letztendlich verloren gehen. Aber wie kann man die Dekohärenz überwinden und einen Computer entwickeln, der um ein vielfaches schneller und somit effektiver wäre als der Computer, der in der heutigen Zeit genutzt wird?

Wissenschaftler geben an, das der Quantencomputer aber bereits Fortschritte in seiner Entwicklung macht und es gar nicht mehr so unvorstellbar ist, das er in Zukunft den heute genutzten Computer ersetzt. An der technischen Universität Wien wurde der Zustand eines Photons auf einen atomaren Quantenspeicher übertragen, dort gespeichert und anschließend wieder auf Photons übertragen. Auf diesem Weg ließe sich die Dekohärenz umgehen, welche die direkte Speicherung auf dem Quantencomputer unmöglich erscheinen lässt. Mit diesem Versuch ist ein wahrer Meilenstein in der Teleportation von Quanten gelungen. Beim Quantencomputer handelt es sich um eine Übertragung per Quantenteleportion, nicht über elektronische Signale, wie sie in der heutigen Zeit verwendet werden. Durch die Nutzung eines Quantencomputers würden sich Arbeitsaufwendungen nicht nur verkürzen, sondern Zeit würde fast gänzlich an Bedeutung verlieren. Rechenwege, die heute noch mehrere Jahre dauern und von Hochleistungsrechnern durchgeführt werden, würden in Lichtgeschwindigkeit geschehen und so schnell zu einem Ergebnis führen. Auch muss man sich vorstellen, das der Quantencomputer viel kleiner und handlicher, mit einem sehr geringen Eigengewicht präsent wäre. Photons haben keine Masse, so das sie auch kein Gewicht haben.

Um einen voll funktionsfähigen und einsatzbereiten Quantencomputer, der mit Lichtgeschwindigkeit arbeitet, in Serie zu produzieren, müssten Qubits zu Registern kombiniert werden. Da die Forschungsergebnisse in kleinen Bereichen bereits mit einem positiven Ergebnis aufwarten, ist es nur eine Frage der Zeit, bis der Quantencomputer realisierbar ist und aus der Phantasie und den Laboren der Wissenschaftler, auch im realen Gebrauch Anwendung findet. Die hauptsächliche Forschung derzeit beruht darauf, die Flüchtigkeit der Zustände zu analysieren und einen Weg zu finden, die Dekohärenz zu umgehen. Beispielsweise in der Kryptographie würden Quantencomputer mit ihrer Leistung überzeugen und zahlreiche Details kombinieren, in Lichtgeschwindigkeit berechnen und so zu einem schnellen und korrekten Ergebnis gelangen. Man darf gespannt sein.

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