Quantencomputing kommt und erfindet die Tech-Industrie neu

Die zentralen Thesen

• Quantum Computing hat in den letzten Jahren große Durchbrüche erlebt.
• Diese Technologie kann Computer hervorbringen, die im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen mit unglaublich hohen Geschwindigkeiten rechnen.
• Die Quantencomputertechnologie wird sich auf alles auswirken, von der Kryptografie über die Medizin bis hin zum Finanzwesen.

Quantencomputing ist eine Idee, die längst im Reich der Science-Fiction angesiedelt ist. Die jüngsten Entwicklungen lassen dies jedoch immer mehr als Realität erscheinen.

Der Aufstieg leicht zugänglicher Quantencomputer hat erhebliche Auswirkungen auf die Technologiebranche und die Welt als Ganzes. Angesichts potenzieller Auswirkungen auf Dinge wie Cybersicherheit, Simulationen und mehr beobachten Investoren diese Branche genau (und investiert werden).

Was ist Quantencomputer?

Quantencomputing stützt sich auf die Quantenmechanik, eine grundlegende Theorie der Physik, die beschreibt, wie die Welt auf der Ebene der Atome und subatomaren Teilchen funktioniert, um Probleme zu lösen, die herkömmliche Computer für zu komplex halten.

Die meisten Quantencomputer verlassen sich auf das „Quantenbit“ oder Qubit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bits in einem Computer, die auf 0 oder 1 gesetzt sind, können Qubits auf null, eins oder eine Überlagerung von 0 und 1 gesetzt werden. Obwohl die Mechanik dahinter sehr komplex ist, ermöglichen Qubits Quantencomputern, Informationen in einem Bruchteil zu verarbeiten der Zeit, die ein herkömmlicher Computer könnte.

Um eine Vorstellung von der Größenordnung zu vermitteln: 500 Qubits können dieselben Informationen darstellen wie 2^500 normale Bits. Während ein typischer Computer Millionen von Jahren brauchen würde, um alle Primfaktoren einer 2,048-Bit-Zahl (einer Zahl mit 617 Ziffern) zu finden, kann ein Quantencomputer die Arbeit in Minuten erledigen.

Die moderne Quantentheorie wurde in den 1920er Jahren entwickelt. Computer erschienen kurz darauf, und beide Technologien spielten im Zweiten Weltkrieg eine Rolle. Im Laufe der Zeit begannen Physiker, die beiden Bereiche Quantentheorie und Computing zu verschmelzen, um das Gebiet des Quantencomputings zu schaffen.

1998 wurde ein Zwei-Bit-Quantencomputer entwickelt, der als Konzeptnachweis für die Technologie dient. Weiterentwicklungen haben die Bitanzahl erhöht und die Fehlerrate gesenkt.

Forscher glauben, dass Probleme, die derzeit zu groß sind, um von herkömmlichen Computern gelöst zu werden, mit Quantencomputern gelöst werden können.

Kürzliche Entwicklungen

Angesichts der erheblichen Verbesserungen, die Quantencomputer für die Rechenleistung bieten können, wird seit Jahrzehnten an Quantencomputern geforscht. In den letzten Jahren wurden jedoch wichtige Durchbrüche erzielt.

Letzte Woche gaben australische Ingenieure die Entdeckung einer Möglichkeit bekannt, Elektronen in Quantenpunkten zu steuern, die Logikgatter betreiben, ohne dass ein großes, sperriges System erforderlich ist. Dies könnte beim Bau von Quantencomputern mit angemessener Größe helfen.

Außerdem haben Forscher am MIT kürzlich eine Architektur für Quantencomputer entwickelt, die eine High-Fidelity-Kommunikation zwischen Quantenprozessoren ermöglicht und die Verbindung mehrerer Prozessoren ermöglicht.

Dies ermöglicht „modulare Implementierungen größerer Maschinen, die aus kleineren Einzelkomponenten aufgebaut sind“, so Bharath Kanna, einer der Hauptautoren des Forschungspapiers, das diesen Durchbruch beschreibt.

„Die Fähigkeit, zwischen kleineren Subsystemen zu kommunizieren, wird eine modulare Architektur für Quantenprozessoren ermöglichen, und dies könnte eine einfachere Möglichkeit sein, auf größere Systemgrößen zu skalieren, verglichen mit dem Brute-Force-Ansatz, einen einzigen großen und komplizierten Chip zu verwenden.“

Darüber hinaus kündigte das in Maryland ansässige Unternehmen IonQ kürzlich eine 65,000 Quadratfuß große Anlage an, die es für die Herstellung und Produktion nutzen wird. Die Fabrik wird in Bothell, WA, angesiedelt sein und ist die erste dedizierte Produktionsstätte für Quantencomputer in den Vereinigten Staaten.

Wie wird es sich auf die Technologiebranche auswirken?

Quantum Computing könnte massive Auswirkungen auf die Technologiebranche und die Welt haben.

Eine der größten Auswirkungen wird in der Welt von sein Internet-Sicherheit. Das Department of Homeland Security glaubt, dass ein Quantencomputer bereits 2030 in der Lage sein könnte, aktuelle Verschlüsselungsmethoden zu knacken.

Ohne größere Entwicklungen in der Kryptographie oder eine Verlangsamung der Fortschritte in der Quantencomputertechnologie könnten wir weniger als ein Jahrzehnt davon entfernt sein, dass böswillige Akteure alles einsehen können, von den persönlichen Informationen der Menschen bis hin zu Regierungs- und Militärgeheimnissen.

Einige Gruppen beteiligen sich bereits an „Store Now, Decrypt Later“-Angriffen, bei denen verschlüsselte Daten gestohlen und in der Erwartung gespeichert werden, dass sie die Verschlüsselung zu einem späteren Zeitpunkt knacken können.

Quantum Computing könnte auch große Auswirkungen auf die medizinische Industrie haben. Beispielsweise könnten Quantenmaschinen zur Modellierung molekularer Prozesse eingesetzt werden. Dies könnte zu Durchbrüchen in der Krankheitsforschung beitragen und die Entwicklung beschleunigen Entwicklung lebensrettender Medikamente.

Diese Simulationen könnten ähnliche Auswirkungen auf Industrien haben, die auf Materialwissenschaften angewiesen sind, wie z. B. die Batterieherstellung. Sogar die Finanzsektor könnten von der Technologie profitieren, indem sie Simulationen durchführen Risikoanalyse genauer und optimieren Anlageportfolios.

Angesichts ihrer weltverändernden Fähigkeiten ist es keine Überraschung, dass Regierungen große Investitionen in die Technologie getätigt haben, wobei mehr als 30 Milliarden US-Dollar in Forschungsprogramme auf der ganzen Welt fließen.

Was es für Anleger bedeutet

Quantum Computing hat das Potenzial, fast jede Branche auf der ganzen Welt zu beeinflussen. Abgesehen von den Auswirkungen auf die Technologiebranche könnte es Schockwellen in der Medizin- und Finanzbranche auslösen und zur Entwicklung neuer Produkte oder Materialien führen, die Teil des täglichen Lebens werden.

Angesichts der relativ jungen Technologie kann es für Investoren schwierig sein, Wege zu finden, direkt in Quantencomputing zu investieren. Stattdessen suchen sie möglicherweise nach Investitionen in Unternehmen, die ein Interesse an Quantencomputern haben und bereit sind, von ihrer Entwicklung zu profitieren, wie z. B. Pharmaunternehmen.

Unter dem Strich

Der Aufstieg des Quantencomputings könnte dazu führen, dass die Welt in wenigen Jahren ganz anders aussehen wird. Investoren werden nach Möglichkeiten suchen, von dieser bahnbrechenden Technologie zu profitieren, und die Möglichkeiten werden zahlreich sein.

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