Sie haben das Potenzial, selbst die schnellsten Supercomputer zu übertreffen: Quantencomputer. Probleme, die für klassische Computer zu komplex sind, zu viel Rechenzeit benötigen oder schlicht nicht zu bewältigen sind, können beim Quantencomputing mithilfe der Gesetze der Quantenmechanik gelöst werden. Was lange Zeit nur Theorie war, steht nun vor dem kommerziellen Durchbruch.

Um einen Einblick in die Einsatzmöglichkeiten zu geben und die Wirkmechanismen von Quantencomputing zu erklären, war Dr. Tutschku, Leiter des Teams Quantencomputing am Fraunhofer IAO, am 28. März 2023 zu Gast in unserem HEED techTUB. Im Technologiefenster techTUB gibt HEED Einblicke in aktuelle Technologie-Trends. Im Anschluss an einen Expert*innen-Input werden die vorgestellten Technologien diskutiert. So möchten wir Studierende befähigen, aktuelle Trends zu erkennen und in ihren Geschäfts- und Projektideen fachübergreifend einzusetzen.

Herrn Tutschku ging es in seinem Vortrag zunächst darum, die Quantentechnologie zu entmystifizieren. Die erste große Erkenntnis: Das bekannte Beispiel von Schrödingers Katze hat etwas mit QUantencomputing bzw. dessen Mechanismus zu tun. Während klassische Computer nur binäre Zustände – 1 oder 0 – kennen, die in Bits übersetzt werden, kann ein Qubit beim Quantencomputing durch die sogenannte Superposition beide Zustände gleichzeitig annehmen. Erst durch (Fehler-) Messungen können Wahrscheinlichkeiten für die wahrscheinlich richtigen Lösungen dieses Quibits ausgegeben werden. Die Ergebnisse erscheinen so zunächst fehlerbehaftet, durch die extrem schnelle Rechenleistung dieser physisch tatsächlich vorhandenen Qubits können jedoch alle möglichen Ergebnisse einer Rechenoperation sehr schnell auf die am wahrscheinlichsten richtigen reduziert und dann erneut berechnet werden. Hierzu braucht es Expert*innen, die für die Rechenoperation die richtigen Algorithmen implementieren und anschließend erkennen, welche Ergebnisse fehlerhafter Noise sind und wo sich die richtigen Lösungen verstecken.

Die zweite große Erkenntnis war: Den einen Quantencomputer gibt es gar nicht. Je nach Einsatztemperatur, Rechenanforderungen und Use-Case gibt es unterschiedliche Bauarten von Quantenchips, die sich künftig unterschiedlich entwickeln werden. Wohin? Da noch nicht auszumalen ist, welche neuen Möglichkeiten sich durch Quantencomputing entwickeln und welche Rechenoperationen somit gelöst werden, gleicht diese Aussage einem Blick in die Kristallkugel.

Prof. Wahl von der Fakultät für Technik zeigte sich von dem Vortrag begeistert: „Das war mit Abstand heute der beste Vortrag, den ich jemals zu diesem Thema gehört habe.“ Wer sich selbst davon überzeugen möchte, kann den Stream auf unserem Youtube-Kanal jederzeit nachschauen. Ihr findet ihn unter diesem Link: https://youtu.be/jt-Hdksa1v4 Also schaut rein und erfahrt, was Kanonenkugeln, Sudokus, Autoantennen, Diamanten, Lamas und Ladestationen mit Quantencomputing zu tun haben.

Herzlichen Dank an Dr. Christian Tutschku für diesen erhellenden Vortrag!