Sebastian Richter ist seit 2018 Vice President für das Marktsegment Industrie, Components, Research & Universities bei Rohde & Schwarz. Nach dem Studium der Nachrichtentechnik begann er seine Laufbahn bei Intel. Danach verantwortete er für Wincor Nixdorf den R&D-Standort in Berlin. Zuletzt leitete er die globale Entwicklung der Retail Systems bei Bizerba.

Bild: Rohde & Schwarz

Sebastian Richter, Rohde & Schwarz Der Hype um Quantencomputing

15.11.2021

Zugegeben, ich bin begeistert von Quantencomputer und vor allem davon, dass sie einer größeren Zielgruppe zugänglich werden. Quantencomputing ist in der Cloud angekommen und lässt sich daher als Dienstleistung nutzen. Das bedeutet enormes Potenzial. Was muss nun als Nächstes mit dieser aufregenden Technologie geschehen? Kann es dem Hype gerecht werden?

Wie Experten behaupten, wird Quantencomputing alles für immer verändern. Ich denke, die Realität wird wahrscheinlich etwas weniger dramatisch ausfallen. Trotzdem hat es auch Auswirkungen auf Technologien wie die Blockchain, die die Finanzsysteme der Zukunft unterstützen sollen. Während das Bitcoin-System klassische Mining-Computer bis zum Jahr 2140 beschäftigen wird, könnte eine Brute-Force-Entschlüsselung mit einem Quantencomputer theoretisch jeden Token fast augenblicklich minen. Leistungsfähigere digitale Ledger-Technologien auf der Grundlage der Quantenkryptografie könnten das ausgleichen.

All dies setzt voraus, dass die Quanteninformatik auf breiter Ebene nutzbar und erschwinglich wird. Ernstzunehmende Computerunternehmen sowie spezialisierte Startups bieten Programme, die das Quantencomputing in die Cloud verlagern und die Computergemeinde zum Mitmachen auffordern.

Trotz ihrer Leistungsfähigkeit ist meiner Meinung nach die Quanteninformatik nicht dazu da, der klassischen Informatik den Garaus zu machen. Da Quantenbits im Gegensatz zu herkömmlichen binären Bits, beide Zustände annehmen können, nämlich Null und 1, können Qubits exponentiell mehr Informationen speichern. Allerdings wird ihr Zustand bei der Messung durch eine Wahrscheinlichkeit bestimmt, so dass Quantenbits nur für bestimmte Arten von Algorithmen geeignet sind. Andere können besser von klassischen Computern bewältigt werden.

Der Bau und Betrieb eines Quantencomputers ist unglaublich schwierig und komplex, vor allem wenn die Anzahl der Qubits im System erhöht werden soll. Eine weitere Herausforderung ist es, das System über längere Zeiträume stabil zu halten, das heißt mit einer niedrigen Fehlerrate. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist die kryogene Kühlung der Geräte auf nahezu den absoluten Nullpunkt, um thermisches Rauschen zu eliminieren.

Mit dem Beitritt von Zurich Instruments zu unserer Rohde & Schwarz Familie sind wir nun perfekt positioniert, um alle oben genannten Herausforderungen anzugehen. Ihr Quantum Computing Control System ermöglicht es, einen hochmodernen Quantencomputer zu entwickeln und zu betreiben, angefangen von der Qubit-Steuerung bis hin zur Systemsteuerung und dem Auslesen der Qubits am Ende des Berechnungsprozesses.

Darüber hinaus sind Wissenschaftler ständig auf der Suche nach neuen Materialien für Quantencomputerchips und benötigen Geräte, die ihnen helfen, die genauen Eigenschaften zu bestimmen. Wenn der neue Quantenchip dann hergestellt ist, müssen seine Resonanzfrequenzen gemessen werden, um sicherzustellen, dass keine unerwünschten Resonanzen vorhanden sind. Unsere leistungsstarken Vektornetzwerkanalysatoren (VNAs) sind für beide Aufgaben bestens geeignet und können auch bei der Fehlersuche im Quantencomputersystem selbst helfen.

Ich sehe zwar, dass der Cloud-Zugang mehr Unternehmen und Forschungsinstitute in die Lage versetzen wird, an der Quantenrevolution teilzunehmen, aber um diese Technologie in den Alltag zu bringen, muss noch viel mehr an der Benutzerfreundlichkeit gearbeitet werden: Aufhebung der Temperaturbeschränkungen, Stabilisierung von Quantencomputern mit einer hohen Anzahl von Qubits, und das alles zu einem attraktiven und wettbewerbsfähigen Preis.

Schon jetzt ist jedoch ersichtlich, dass die Technologie rund um Quantencomputing alles, was sie berührt, tiefgreifend verändern kann. Ein Hype ist nicht nötig.

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