"Mathematik und Physik sind meine Passion", bekennt Heike Riel, "und die Quantenphysik ist ein ganz spannendes Feld der Physik, das mich schon im Studium begeisterte." Für die Forschungsleiterin Quanten-Computing im IBM Forschungslabor in Zürich ist es denn auch ein Leichtes, im Podcast IDG TechTalk den Leistungsunterschied zwischen herkömmlichen Rechnern mit klassischen Bits und Quantencomputern mit ihren Qubits darzustellen:

Der Quantencomputer fürs Handgelenk

"Wenn Sie zwei Qubits nehmen, können Sie einen Raum von 2hoch2 darstellen, also 4 Zustände. Mit 3 Qubits können Sie bereits 2hoch3, also acht Zustände darstellen. Die Leistung der Quantencomputer steigt exponentiell", so Riel.

Mit 300 Qubits können dann bereits mehr Zustände dargestellt werden, als es Atome im Universum gibt. Zieht man ins Kalkül, dass heutige digitale Rechner mit ungefähr 50 Milliarden Bits rechnen, kann man erahnen, welches Leistungspotenzial in den Quantencomputern steckt. Ein Potenzial, das uns künftig dabei hilft, alle Arten von Optimierungsproblemen zu lösen, an denen heutige Rechner noch scheitern. "Das kann ein besseres Verständnis des Klimawandels sein, neue leistungsfähigere Batterien für Elektroautos oder auch die Erforschung neuer Proteine und Moleküle", gibt die Forscherin einen Ausblick.

Bei aller Euphorie darf aber auch ein Manko heutiger Quantencomputer nicht vergessen werden: Da die QPUs - das Pedant der klassischen CPUs - nahezu am absoluten Nullpunkt arbeiten, sind die Rechner heute aufgrund der aufwändigen Kühlung noch sehr groß und teuer. "Bis 2040 oder 2050 dürften wir aber in der Lage sein, Quantencomputer so zu miniaturisieren, dass wir sie am Handgelenk tragen können", blickt die Forschungsleiterin optimistisch in die Zukunft. Zu Erinnerung: Vom Mainframe bis zu den heutigen Smartphones dauerte die Entwicklung fast 60 Jahre. (hi)