Vielleicht gehören Sie zu denen, die auf den Quantencomputer warten, von dessen Erscheinen uns seit mehreren Jahren erzählt wird.
Bereits zu diesem Zeitpunkt wirkt DTU-Assoziierter Professor Sven Karlsson etwas angespannt, denn zu seinen Partnern gehören zwei europäische Unternehmen AQT und IQM, die Quantencomputer herstellen und vertreiben.
„Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, dass es noch keinen Quantencomputer gibt. Es existiert bereits, wir müssen also nicht darauf warten. Allerdings sind moderne Quantencomputer noch nicht groß genug, was die Komplexität der Berechnungen natürlich begrenzt, aber es gibt sie und sie werden bereits verwendet“, sagt Sven Karlsson.
Ein Beispiel sind die Quantencomputer von IBM, auf die jeder über das Internet zugreifen kann. Darüber hinaus gibt es Quantencomputer in wissenschaftlichen Laboren, in Supercomputerzentren, in Universitäten usw. – auf der ganzen Welt. Sie gehören auch zu den Kunden, an die AQT und IQM ihre Produkte verkaufen.
Die Schaffung von Quantencomputern mit einer großen Anzahl von Quantenbits ist noch nicht möglich. Quantenbits werden zur Verarbeitung von Informationen in einem Computer verwendet. Die geringe Anzahl von Quantenbits begrenzt daher die Komplexität der Berechnungen, die ein Quantencomputer durchführen kann. Daher charakterisiert Sven Karlsson die aktuelle Nutzung als vorrangig experimentell und bietet die Möglichkeit, mit der Technologie zu spielen und sie zu verstehen.
„Das technische Niveau moderner Quantencomputer ähnelt in gewisser Weise der ersten Entwicklungsstufe unserer modernen Computer.“ Als sie in den 1950er Jahren zum ersten Mal auftauchten, gab es nur eine begrenzte Anzahl davon, und damals konnten sie nicht mehr Berechnungen durchführen, als jeder Taschenrechner heute leisten kann.“
Es gibt jedoch Beispiele für Berechnungen, die mit einem Quantencomputer durchgeführt wurden. Eine der Sven Karlsson bekannten Berechnungen wurde während der Coronavirus-Pandemie durchgeführt.
Die italienische Fußballliga musste wissen, wie die Spiele am besten geplant werden können, damit verschiedene Fußballmannschaften so wenig Kontakt wie möglich miteinander haben, um das Risiko einer Ansteckung zu verringern. Zudem mussten die Reisedistanzen für Spieler begrenzt werden, da Flugreisen verboten waren.
„Ein Quantencomputer eignet sich gut für Berechnungen, die für einen herkömmlichen Supercomputer zu viel Zeit in Anspruch nehmen würden. „Ein Quantencomputer kann viele Lösungen gleichzeitig berücksichtigen und ist daher bei solchen Berechnungen effizienter als ein Supercomputer“, sagt Sven Karlsson.
Die Zusammenarbeit zwischen Sven Karlsson und seinen Kollegen von AQT und IQM umfasst die Entwicklung der Hardware und Software, die für die Verbindung eines Quantencomputers mit Supercomputern erforderlich ist.
„Zukünftige Quantencomputer werden zunächst größtenteils an eine relativ kleine Anzahl von Hochleistungsrechenzentren mit weltweit existierenden Supercomputern angeschlossen sein. Diese Zentren haben bereits eine Infrastruktur mit den entsprechenden Kompetenzen für die Arbeit mit Quantencomputern geschaffen, und es macht auch Sinn, in bestehende Zentren zu investieren. „Heutzutage kostet ein Quantencomputer etwa 150 Millionen Dänische Kronen, es handelt sich also um eine relativ große Investition“, sagt Sven Karlsson.
Ein Quantencomputer wird Supercomputer nicht ersetzen. Stattdessen wird es sie ergänzen und für eng spezifische Berechnungen verwendet werden. Ein Quantencomputer wird auch keine eigene Benutzeroberfläche haben, der Zugriff erfolgt über Supercomputer.
Im Zusammenhang mit dem Beginn der Produktion von Quantencomputern beginnen weltweit groß angelegte Standardisierungsarbeiten. Es enthält Standards für alle Hardware- und Softwareteile, aus denen ein Quantencomputer besteht. Wir hoffen, Ineffizienzen zu vermeiden, mit denen wir in anderen Technologiebereichen zu kämpfen haben, beispielsweise die Möglichkeit, nur einen Ladegerättyp für unser Mobiltelefon zu verwenden.
„Wir möchten gemeinsame Standards entwickeln, damit wir überall auf der Welt die verschiedenen Komponenten, aus denen ein Quantencomputer besteht, auf die gleiche Weise verstehen und nutzen können.“ Dies muss in diesem frühen Stadium geschehen, damit wir nicht riskieren, dass einzelne Länder oder Teile der Welt unterschiedliche Standards einführen“, sagt Sven Karlsson.
Sven Karlsson leitet eine Gruppe von Forschern und Praktikern mit umfassender Erfahrung und Kenntnis von Quantencomputern, die in den kommenden Jahren zusammenkommen werden, um anerkannte Standards zu schaffen, die in der zukünftigen Produktion verwendet werden können.
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