Alles, was Sie über Quantentechnologie wissen müssen

8. August 2022

"Wenn ich es dem Durchschnittsmenschen erklären könnte, wäre es den Nobelpreis nicht wert gewesen“, zitierte Richard Feynman bekanntermaßen einen Journalisten, als er dafür den Nobelpreis für Physik erhielt Quantenelektrodynamik. Er bezog sich auf die Welt der Quantenmechanik und ihre hochkomplexe Natur. Die Theorie der Quantenmechanik beschäftigt sich mit dem mathematische Beschreibung dauert ebenfalls 3 Jahre. Das erste Jahr ist das sog. Verhalten von Materie und Licht auf atomarer und subatomarer Ebene. Das Gebiet des Quantencomputings ist, ähnlich wie andere Quantenzweige der Quantenphysik, von der Quantenmechanik inspiriert. Im Folgenden gehen wir näher darauf ein Computerentwicklung des Quantencomputings und seiner Bedeutung für unsere Zukunft.

Was ist Quantencomputer?

Quantencomputing basiert auf den Prinzipien der Quantenmechanik, vor allem den Prinzipien der Quantenüberlagerung und -verschränkung. Quantenüberlagerung impliziert, dass etwas zu einem bestimmten Zeitpunkt in mehreren Quantenzuständen existieren kann. Dieses Phänomen führt zu Quantenbits oder Qubits, die eine Überlagerung der Zustände „0“ und „1“ darstellen. Quantencomputing nutzt diese Qubits, um komplexe Rechenaufgaben auszuführen.

Entwicklung des Quantencomputings

1981
1994
1996
1998
2017

Richard Feynman schlug ein Grundmodell für Quantencomputer vor, das in der Lage wäre, komplexe Probleme zu lösen.

Die Faktorisierung großer Ganzzahlen mithilfe von Quantencomputern wurde durch den von Peter Shor entwickelten Shor-Algorithmus ermöglicht.

A Quantendatenbank-Suchalgorithmus Das von Lov Grover entwickelte Programm erhöhte die Geschwindigkeit von Rechenproblemen um das Vierfache.

Es wurde ein voll funktionsfähiges Modell eines 2-Qubit-Quantencomputers gebaut.

Der weltweit erste kommerziell nutzbare Quantencomputer wurde von IBM vorgestellt.

Bald begann der Wettlauf um Quantencomputing, bei dem auch die Technologiegiganten Google und Microsoft auf den Zug aufsprangen Patentlandschaft für Quantencomputing.

Klassische Computer vs. Quantencomputer

Um zu verstehen, wie sich die beiden unterscheiden, ist es wichtig zu wissen, wie sie funktionieren. Der Speicher klassischer Computer besteht aus Bits, die eine Informationseinheit mit einem Wert von 1 oder 0 darstellen. Quantencomputer hingegen verwenden Qubits, die entweder einen oder beide Werte gleichzeitig speichern können. Diese Fähigkeit zur Überlagerung ermöglicht es ihnen, Probleme viel schneller zu verarbeiten und zu lösen als klassische Computer. Während wir in ein Zeitalter der Datenverarbeitung eintreten, würden sich Quantencomputer als Retter erweisen, indem sie uns bei der Lösung komplexer Optimierungsprobleme, Datenanalysen und Simulationen helfen. Es muss jedoch beachtet werden, dass Quantencomputer nicht dazu gedacht sind, klassische Computer zu ersetzen. Der Bau und die Wartung eines Quantencomputers erfordern enorme Ressourcen und sind nicht für alltägliche Aufgaben wie E-Mails, Tabellenkalkulationen usw. geeignet.

Wie sich Quantencomputing auf das Leben auswirken wird

Das Computerentwicklung Die durch das Quantencomputing angekündigte Technologie wird von Folgendem profitieren:

Pharma

Der Prozess der Entdeckung, Entwicklung und Erprobung von Arzneimitteln würde durch die Einführung des Quantencomputings beschleunigt. Die hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit erleichtert das Verständnis mehrere Moleküle, Proteine und Chemikalien mithilfe von Quantensimulationen. Dies wird dazu beitragen, mehrere Kombinationen viel schneller zu überprüfen, als dies mit klassischen Computern möglich ist. Es besteht auch die Möglichkeit, dass Quantencomputer die Notwendigkeit von Labortests an Menschen oder Tieren überflüssig machen und so die Kosten senken.

Finanzen

Die Bewertung mehrerer potenzieller Ergebnisse ist im Finanzdienstleistungsbereich eine Notwendigkeit. Durch die Möglichkeit, durch große oder unstrukturierte Daten zu navigieren, können Finanzinstitute genauere und zeitnahere Einschätzungen vornehmen. CUnternehmensfinanzierung, cKapitalmärkte, Portfoliomanagement und Aktivitäten im Zusammenhang mit Verschlüsselung werden alle von blitzschnellen Geschwindigkeiten, geringeren Kosten und schnelleren Transaktionen profitieren.

Klimawandel

Wie in den medizinischen Wissenschaften werden Quantensimulationen bei der Vorhersage und Überwachung des Klimas vorteilhafte Ergebnisse liefern. Es hat das Potenzial, Ländern bei der Lösung der Klimakrise und der Minderung globaler Risiken zu helfen.

Datensicherheit

Die hohe Verschlüsselung von Quantencomputern ist nahezu unmöglich zu hacken. Daher bieten diese Computer eine hohe Sicherheit und sind immun gegen Cyberangriffe.

Fertigung

Nahezu alle Bereiche der Fertigung, von der Beschaffung bis zur Produktion, können vom Quantencomputing profitieren. Die Vorteile werden bereits in der Produktdesignphase sichtbar, da Quantencomputing fortschrittliche Prototyping-Optionen in kürzester Zeit bieten wird. Lieferketten werden effizienter und schlanker. Die Optimierung der Qualitätskontrolle und die verstärkte Cybersicherheit werden für Unternehmen von großem Vorteil sein.

Quantencomputing-Patentlandschaft

Die USPTO-Suchmaschine enthüllt vielversprechende Informationen über die Zukunft des Quantencomputings. Es gab einen langsamen, aber stetigen Anstieg Quantenpatente über die Jahre. Die Fähigkeit des Quantencomputings, uns bei der Lösung bisher unmöglicher Probleme und der Analyse riesiger Datenmengen zu helfen, wird weltweit wahrgenommen. Große Unternehmen investieren in Quantenpatente und sich darauf zu konzentrieren, das immense Potenzial dieser brillanten Technologie zu nutzen. Quantencomputing ist in Verbindung mit anderen neuen Technologien wie Blockchain und Deep Learning ein Indikator für die aufregende Zukunft, die uns erwartet!

Zusammenfassung

Die revolutionäre und futuristische Quantentechnologie dürfte in den kommenden Zeiten Realität werden. Es wird disruptive Veränderungen mit sich bringen, die alle Aspekte des menschlichen Lebens betreffen werden. Die Verantwortung liegt nun bei der Industrie und den führenden Politikern der Welt, ihr immenses Potenzial zu nutzen, um eine nachhaltige und sichere Zukunft für die Menschheit zu schaffen.

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