Die Zukunft des Quantencomputings: Prognosen für 2024

Es wird erwartet, dass sich der Bereich des Quantencomputings von physikalischen Qubits zu fehlerbereinigten logischen Qubits und einer verstärkten globalen Zusammenarbeit in der Quantenforschung im Jahr 2024 weiterentwickeln wird - ein wichtiges Jahr für diese Technologie. Die Ankündigung von Atom Computing, einen Quantencomputer mit 1 225 Qubits zu bauen, der fast dreimal so groß ist wie der bisherige Favorit Osprey von IBM, macht deutlich, dass wir uns an der Schwelle zu einer neuen Ära der Datenverarbeitung befinden. Dieser Sprung unterstreicht das Potenzial der Quanteninformatik, Branchen wie die Pharmazie und die Cybersicherheit zu revolutionieren und Berechnungen von unvorstellbarer Komplexität zu ermöglichen. Es wird jedoch zunehmend davon ausgegangen, dass die Qualität der Qubits und nicht ihre Quantität den Ausschlag für das Quantencomputing geben wird.

Qualität der Qubits vor Quantität

John Prisco glaubt, dass sich der Markt für Quantencomputer im Jahr 2024 von der Besessenheit mit den Konzepten des Quantenvorteils und der Anzahl der Qubits lösen wird. Stattdessen wird sich die Branche darauf verlegen, Fehler zu beheben und praktische Probleme zu lösen. "Es wird erwartet, dass sich die Quantencomputer-Giganten wieder auf das logische Zählen von Qubits konzentrieren und die Qualität der Qubits der Quantität vorziehen werden, die bisher die Debatte beherrscht hat. Leider wird das Jahr 2024 vielleicht keine entscheidende Konsolidierung der Modalitäten für die Entwicklung von Quantencomputern bringen, aber diese Ungewissheit stellt die allgemeine Entwicklung und Richtung der Branche in Frage.

Auf dem Markt für Quantencomputer wird bald eine der derzeitigen Modalitäten wegfallen, was bedeutet, dass 2024 kein Schwerpunkt in der Entwicklung gesetzt wird - ein schlechtes Zeichen in einer Zeit, in der die Branche versucht, von öffentlichkeitswirksamen Leistungen zu greifbaren Auswirkungen in der realen Welt überzugehen. Der Übergang von der reinen Zahlenspielerei zur beharrlichen Behebung von Fehlern und der Entwicklung funktionaler Anwendungen zeigt die Reife der Branche. Dieser Übergang ist zwar mit Unsicherheiten behaftet, stellt aber einen kritischen Wendepunkt dar. Während die Branche darum kämpft, die theoretischen Möglichkeiten in reale Anwendungen umzusetzen, zeichnet sich eine weitere Herausforderung ab: die Auswirkungen des Quantencomputings auf die Datensicherheit, insbesondere die Frage, wie Hacker diese neu entstehende Technologie nutzen könnten, um heute verschlüsselte Daten zu speichern, um sie morgen zu entschlüsseln.

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Hacker werden Daten für eine spätere Entschlüsselung speichern

Fred Rivaine, CTO von Dashlane, warnt zur rechten Zeit davor, dass sich die Quantentechnologie sehr schnell weiterentwickelt und die Notwendigkeit von quantenresistenten Verschlüsselungsmethoden nicht länger optional ist. Die drohende Gefahr, dass ein Quantencomputer bestehende Verschlüsselungsstandards wie RSA- oder ECC-Verschlüsselungsalgorithmen brechen könnte, macht deutlich, dass Unternehmen jeder Größe und Branche einschätzen müssen, wo sie gefährdet sind, und noch heute auf Post-Quantum-Kryptografie umsteigen sollten.

Mit dem Aufkommen von Quantencomputern und durch künstliche Intelligenz gesteuerten Angriffen wird eine neue Generation von Cyberbedrohungen entstehen. Cybersicherheitsteams müssen sich nicht nur gegen Malware und herkömmliche Hackerangriffe verteidigen, sondern auch gegen Quantenangriffe nach dem Motto "Jetzt speichern, später entschlüsseln", gegnerische Taktiken des maschinellen Lernens und KI-gesteuerte Social-Engineering-Methoden. Dies erfordert von den Fachleuten der Cybersicherheit ein breiteres Spektrum an Fähigkeiten und bessere Verteidigungswerkzeuge und -plattformen.

Missverständnisse über Quantencomputer

Es gibt viele Missverständnisse über Quantencomputer. Tony Attlee, Präsident und COO von Quantinuum, weist darauf hin, dass es Quantencomputer nicht in zehn oder fünfzehn Jahren geben wird. Wir haben bereits jetzt Quantencomputer, die Dinge tun können, die klassische Computer nicht können. Ein weiterer Irrglaube ist, dass Quantencomputer nur eine Sache können werden. Attlee erklärte, dass die Entwicklung von Quantencomputern zwar in erster Linie auf geschäftliche Anwendungen ausgerichtet war, die Technologie aber ungewollt zu einem Beschleuniger für die Lösung komplexer wissenschaftlicher Probleme geworden ist.

So können beispielsweise Probleme, die oft die Domäne von Organisationen wie dem CERN und Projekten wie dem Large Hadron Collider sind, nun auf eine Weise gelöst werden, die zuvor als unmöglich galt. Die Geschichte der Menschheit lehrt uns, dass, wenn man brillanten Menschen erstaunliche Werkzeuge in die Hand gibt, sie auch etwas damit anzufangen wissen. Wir erleben dies gerade in Echtzeit. Das Quantencomputing hat sich zu einem transformativen Werkzeug entwickelt, das theoretische Konzepte greifbar macht und uns eine neue Sichtweise auf das Universum ermöglicht."

Welche Branchen werden vom Quantencomputing betroffen sein?

Finanzdienstleistungen, Großbanken und Handelsunternehmen nutzen Quantenkapazitäten, um ihre Portfolios zu optimieren und die Betrugserkennung zu verbessern. Der Pharmasektor setzt auf Quantencomputing für eine effiziente Arzneimittelentdeckung. Gleichzeitig erforschen auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Unternehmen neue Materialwissenschaften, wie die Arbeit von BMW und Airbus an Wasserstoff-Brennstoffzellen beweist.

Das Quantencomputing verspricht auch, regulierte Branchen vom Gesundheitswesen bis zur Luftfahrt zu revolutionieren, indem es den KI-Algorithmen die dringend benötigte Transparenz und Nachvollziehbarkeit verleiht und so das "Blackbox"-Problem der KI-Entscheidungsfindung entschärft. Allerdings sind die Risiken ebenso groß wie die Vorteile. Eines davon ist die Datenverschlüsselung, da Algorithmen wie der Shor-Algorithmus gezeigt haben, dass Quantencomputer bestehende Verschlüsselungsmethoden brechen können. Dies wirft nicht nur technische, sondern auch ethische Bedenken hinsichtlich der Frage auf, wie die Technologie zum Nutzen der Gesellschaft und unter Gewährleistung der Sicherheit eingesetzt werden kann.

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Wie sieht die Zukunft des Quantencomputings aus?

Das Quantencomputing ist kein futuristisches Konzept, sondern eine aktuelle Realität mit wichtigen Meilensteinen am nahen Horizont. Einer der kurzfristigen Meilensteine ist das Erreichen eines Niveaus, bei dem Quantencomputer selbst die fortschrittlichsten Supercomputer der Welt bei Modellierungsaufgaben routinemäßig übertreffen werden, was uns in eine Ära bringt, in der die klassische Datenverarbeitung nicht mehr in der Lage sein wird, die Fähigkeiten der Quantencomputer zu emulieren.

Wir werden sie allmählich an Orten sehen, die unser tägliches Leben beeinflussen. Wir werden vielleicht nie selbst einen Quantencomputer anfassen, aber es könnte eine App sein, an der Sie auf Ihrem Mobiltelefon arbeiten, die sich auf die andere Seite der Welt begibt und dort etwas mit Hilfe eines Quantencomputers erledigt. Wie bei den Anfängen des Internets und des klassischen Rechnens wird auch das Quantencomputing zunächst mit Nischenanwendungen beginnen, doch schon bald wird es allgegenwärtig sein und unauffällig Aufgaben auf unseren Alltagsgeräten wie Mobiltelefonen übernehmen.

Herausforderungen für die Zukunft der Quanteninformatik

Mit dem Ausbau der Quantenkapazitäten müssen wir dringend in Fehlerkorrekturmechanismen investieren und uns auf die Qualität der Qubits konzentrieren, anstatt auf die einfache numerische Überlegenheit. Das Ignorieren dieser Feinheiten könnte zu einer gefährlichen Zukunft führen, in der die Leistung der Quanteninformatik nicht ausreichend oder gar nicht genutzt wird. Der Weg in die Zukunft erfordert daher einen kalkulierten, ethischen und interdisziplinären Ansatz, bei dem technologisches Können und normativer Weitblick zusammenkommen.

Schlussfolgerung

Mit Blick auf das Jahr 2024 könnte die Quanteninformatik schnell zu einem Wendepunkt führen, der uns alle betreffen wird. Stellen Sie sich schnellere Arzneimittelentdeckungen oder knacksichere Passwörter vor. Aber es gibt auch eine Kehrseite der Medaille: Die heutigen Online-Sicherheitssysteme können leicht gehackt werden, und die Technologie ist noch unausgereift, oft teuer und schwer zu benutzen. Auf dem Weg von der alten Welt der Datenverarbeitung in die aufregende, aber unvorhersehbare Ära der Quantencomputer müssen die Verantwortlichen in Unternehmen und Behörden einen großen Schritt nach vorn machen und sich auf mögliche Fallstricke vorbereiten. Kurz gesagt, die Quanteninformatik eröffnet eine Welt mit außergewöhnlichen Möglichkeiten, aber sie ist ein Werkzeug, mit dem wir lernen müssen, vorsichtig umzugehen.