Was hat Quantum Computing mit Katzenbildern zu tun?
November 21, 2017
Aus dem Unterricht des CAS Disruptive Technologies mit Marcel Blattner berichtet Pascal Müller aka @Ritigampfi:
Der studierte Physiker Marcel Blatter sagt es schon zu Beginn: Ziel des heutigen Tages ist es, verwirrt zu sein. Die Thematik ist eigentlich viel zu vielseitig und gross, um in dreieinhalb Stunden abgehandelt zu werden. Ähnlich verwirrend wird deshalb auch dieser Blog-Beitrag werden. Dieser Blog-Beitrag geht der Frage nach, was Quantum Computing mit Katzenbildern zu tun hat.
Einige Fakten zur Entstehung des Universums
Ein Quantencomputer basiert auf der Quantenmechanik, der Wissenschaft, die sich mit den Gesetzmässigkeiten der Materie befasst. Um die Funktionalität des Quantum Computings zu erläutern, musste Marcel Blatter zunächst etwas in die Basis der Entwicklung des Universums ausschweifen.
Atome sind die Hardware eines Quantencomputers (sic!), sie alle entstanden aus sterbenden Sternen (so wie wir alle auch, wir bestehen eigentlich alle aus Sternenstaub). Das Universum bestand ursprünglich nur aus Wasserstoff und Helium. Die Ausdehnung des Universums vor 13 Mia. Jahren hat dazu geführt, dass sich das Universum in grossen Teilen abgekühlt hat. Gleichzeitig fand eine Komprimierung und Verdichtung der vorhandenen Stoffe statt, was dazu führte, dass neue Elemente wie Kohlenstoff und Eisen entstanden.
Photo by Jeremy Thomas on Unsplash
Einige Fakten zum Quantum Computing
Die Technologie des Quantum Computings an sich befindet sich noch in einem Vorstadium der Entwicklung. Damit ein Quantencomputer funktioniert, muss man ihn fast bis zum absoluten Nullpunkt (null Grad Kelvin, -273.15 Grad Celsius) herunterkühlen.
Um diese ganzen Fakten zu verdauen, hier einige Katzenbilder, die auf unsplash.com unter der CC0 Lizenz veröffentlicht wurden:
Und nun zurück zum Thema…
Was kann denn nun ein Quantencomputer besser als ein „klassischer“ Computer?
Ein Quantencomputer arbeitet mit Elementarteilchen. Im Gegensatz zu klassischen Computern, die mit einem Bit 0 oder 1 darstellen können, kann ein Elektron 0 und 1 gleichzeitig darstellen. Die Einheit nennt sich Q-Bits. Dadurch kann ein Quantencomputer schneller rechnen. Gleichzeitig ist dadurch die Speichermenge von 50 Q-Bits immens höher (2 hoch 50 Einheiten) als der Speicher eines normalen Computers mit 50 Bits (50 Einheiten). Heute kann ein Quantencomputer maximal 20 Q-Bits kontrollieren, IBM plant jedoch in den nächsten Jahren einen Quantencomputer zu lancieren, der 50 Q-Bits beherrscht.
Einen kurzen Überblick über die Funktionalität von Quantum Computing bietet das nachfolgende Video:
Einsatzgebiete für Quantum Computing
Google, IBM, Microsoft und Alibaba investieren heute massiv in diese Technologie und sind deshalb führend in der Entwicklung. IBM stellt dabei sogar eine OpenSource Software zur Verfügung, mit welcher man auf einem IBM-Quantencomputer Berechnungen ausführen kann.
Man ist heute noch in der Phase herauszufinden, für welche Anwendungsbereiche sich das Quantencomputing eignet. Es ist dabei heute noch nicht sichergestellt, dass es tatsächlich eine genügende Anzahl an sinnvollen Anwendungsbereichen gibt. Klassische Computer haben eine physikalische Grenze, bei der sie nicht mehr schneller werden können. Diese wird in den nächsten 50 Jahren irgendwann erreicht werden. Quantencomputing ist ein möglicher Ansatz, diese Herausforderung zu lösen.
Quantum Computing birgt jedoch auch Gefahrenpotenziale. Mittels Quantum Computing könnten die heutigen Verschlüsselungstechnologien obsolet werden, da ein Quantencomputer innerhalb weniger Minuten die Verschlüsselung brechen könnte. Würde es heute mit der gesammelten klassischen Rechenkapazität, die es auf der Erde gibt, Jahre dauern, einen heutigen Private Key zu knacken, könnte ein Quantencomputer diesen in wenigen Minuten durch try and error herausfinden. Nicht auszudenken, was passieren würde, wenn Kim Jong Un oder Donald Trump diese Technologie nutzen könnten und sie für ethisch nicht vertretbare Zwecke einsetzen würden.
Und was hat Quantum Computing nun mit Katzenbildern zu tun? Eigentlich gar nichts. Aber der Titel spricht an und die Katzenbilder sorgen dafür, dass dieser Artikel etwas leichter verdaubar ist. Was Click-Baiting ist, finden Sie sicherlich in einem anderen Artikel dieses Blogs…