Quantencomputer vor dem Durchbruch

Quantencomputer: Revolution oder Risiko? Auswirkungen auf Unternehmen, Blockchain und Kryptographie

Quanten - Quanten-Computer - Quanten-Programmierung die Zeit ist reif - mit NextLevel

Die Quantencomputer-Technologie hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht und steht kurz vor dem Durchbruch in der Praxis. Während klassische Computer auf Bits basieren, die entweder den Wert 0 oder 1 annehmen, nutzen Quantencomputer sogenannte Qubits. Dadurch können sie parallel eine Vielzahl von Berechnungen durchführen und komplexe Probleme wesentlich schneller lösen. Besonders zwei Begriffe in dem Zusammenhang sind hier extrem wichtig und zwar die Überlagerung und die Verschränkung: Überlagerung und Verschränkung sind zwei der wichtigsten Prinzipien in der Quantenmechanik, die Quantencomputer so leistungsfähig machen.

Überlagerung (Superposition)

In klassischen Computern kann ein Bit entweder den Wert 0 oder 1 haben. Bei Quantencomputern hingegen gibt es Qubits, die gleichzeitig 0 und 1 sein können – das nennt man Superposition. Durch diese Fähigkeit kann ein Quantencomputer viele Berechnungen gleichzeitig durchführen, was ihn bei bestimmten Aufgaben enorm leistungsfähig macht.

Ein einfaches Beispiel für Superposition ist ein Münzwurf:

• Bei einem klassischen Computer wäre die Münze entweder Kopf oder Zahl.

• In einem Quantencomputer könnte die Münze gleichzeitig Kopf und Zahl sein, bis man sie misst. Erst wenn eine Messung erfolgt, „entscheidet“ sich das Qubit für einen Zustand (0 oder 1).

Verschränkung (Entanglement)

Verschränkung ist ein weiteres faszinierendes Phänomen der Quantenmechanik. Dabei werden zwei Qubits so miteinander verbunden, dass ihr Zustand unabhängig von der Entfernung immer miteinander korreliert.

Das bedeutet: Wenn wir ein verschränktes Qubit messen, dann ist das zweite automatisch ebenfalls bestimmt, egal ob es sich direkt daneben oder am anderen Ende des Universums befindet! Somit ist das ein Paradebeispiel für einen abhörsicheren Informations-Kanal!

Warum ist das so besonders?

• Es ermöglicht superschnelle Kommunikation zwischen Qubits.

• Es kann helfen, komplexe Berechnungen effizient durchzuführen.

• Es könnte sogar neue Methoden in der Quantenkryptografie ermöglichen, da Informationen extrem sicher übertragen werden können.

Wie nutzen Quantencomputer diese Prinzipien?

Durch die Kombination von Superposition und Verschränkung können Quantencomputer bestimmte Probleme schneller lösen als klassische Computer. Beispiele dafür sind die Faktorisierung grosser Zahlen (wichtig für Kryptographie), die Optimierung komplexer Systeme oder die Simulation von chemischen und physikalischen Prozessen.

Industrie und Forschung setzen bereits auf Quantencomputing

Die Schweiz wie auch Deutschland gehören zu den Vorreitern in diesem Bereich, mit ersten industriellen Demonstrationen in Städten wie Hamburg und München. Unternehmen haben mittlerweile die Möglichkeit, Quanten-Rechenleistung über Cloud-Dienste zu buchen, um ihre Prozesse zu optimieren. Anbieter wie IQM verlangen aktuell etwa 1.800 CHF pro Stunde für Quanten-Rechenzeit. Grosse Technologiekonzerne wie Google, IBM, Microsoft und Amazon investieren zweistellige Milliardenbeträge in diese zukunftsweisende Technologie. Kürzlich wurde in Arlesheim in der Schweiz der erste kommerziell nutzbare Quantencomputer der Schweiz in Betrieb genommen. Das Unternehmen Quantum Basel hat diesen Rechner aufgestellt, um Innovationen in verschiedenen Industrien zu fördern. Der Quantencomputer basiert auf einem IonQ Forte Enterprise System, das als wegweisend für die Zukunft des Quantencomputings in der Schweiz gilt. Ziel ist es, Unternehmen und Forschungseinrichtungen den Zugang zu dieser Technologie zu erleichtern und neue Anwendungen zu entwickeln.

Die Schweiz investiert stark in die Quantenforschung und sieht darin eine Schlüsseltechnologie für die Zukunft. Besonders in Bereichen wie Pharma, Finanzwesen und maschinelles Lernen könnte Quantencomputing grosse Fortschritte ermöglichen

Welche Chancen bietet das Quantencomputing?

Besonders spannend ist die Kombination von Quantencomputing mit künstlicher Intelligenz und nachhaltigen Technologien. So könnten beispielsweise komplexe Energiesysteme effizienter geplant oder medizinische Forschung beschleunigt werden. Unternehmen stehen vor der Möglichkeit, ihre Geschäftsprozesse durch völlig neue Ansätze zu revolutionieren.

Aber es gibt auch Herausforderungen

Neben den enormen Möglichkeiten birgt diese Technologie auch Risiken – insbesondere für die IT-Sicherheit. Quantencomputer könnten herkömmliche Verschlüsselungsmethoden in wenigen Sekunden knacken und damit sensible Daten gefährden. Unternehmen sollten sich frühzeitig mit quantensicheren Sicherheitslösungen beschäftigen, um zukünftige Bedrohungen zu minimieren.

Quantencomputer und ihre Auswirkungen auf Blockchain und Kryptographie

Die Blockchain-Technologie basiert auf kryptografischen Verfahren, die bisher als sicher galten. Doch Quantencomputer könnten diese Sicherheit gefährden, indem sie asymmetrische Verschlüsselungsverfahren wie RSA oder elliptische Kurven brechen. Dies könnte dazu führen, dass Bitcoin und andere Kryptowährungen angreifbar werden.

Ein grosses Problem ist die sogenannte „Store now, decrypt later“-Strategie, bei der verschlüsselte Daten gespeichert werden, um sie später mit leistungsfähigen Quantencomputern zu entschlüsseln. Unternehmen und Entwickler arbeiten bereits an quantensicheren Algorithmen, um die Blockchain-Technologie langfristig abzusichern.

Fazit: Die Zeit für Quantencomputer ist gekommen

Es ist nicht mehr nur Science-Fiction – Quantencomputer sind auf dem Weg in die industrielle Praxis. Wer sich frühzeitig mit dieser Technologie auseinandersetzt, kann langfristig Wettbewerbsvorteile sichern. Gleichzeitig gilt es, sich auf die neuen Herausforderungen vorzubereiten, um die Risiken zu minimieren und die Potenziale voll auszuschöpfen. Mach Dich bereit für die Zukfunft und gestalte diese AKTIV mit - mit NextLevel und z.B. mit einer Weiterbildung zum Diplom Betriebswirtschafter HF - mit Vertiefungsrichtung "Wirtschaftsinformatik" oder gleich einem Lehrgang zum Dipl. Wirtschaftsinformatiker HF. Und wer es noch technischer mag, ist mit unserem Lehrgang zum Dipl. Informatiker HF - mit enbenfalls tollen Vertiefungsrichtungen gut aufgehoben! Denn .... it's time for Your NextLevel