Top 10 Unternehmen, die in der Quantencomputertechnologie forschen

3. Januar 2023
- Technologie-Scouting

Einleitung

Um Probleme zu lösen, die zu komplex sind oder erfordern sehr kompliziert Berechnungen wofür Klassische Computer benötigen viel Zeit oder bleiben manchmal bei solchen komplexen Berechnungen stecken. Die Lösung für solche komplexen Berechnungen ist die „Quantum Computing Technology“, eine neu aufkommende Technologie, die die Gesetze der Mechanik nutzt, um komplexe Probleme zu lösen. Quantencomputing-Technologie kann es schaffen sehr komplex Berechnungen für höhere technische Anwendungen oder komplexe wissenschaftliche Berechnungen in kürzester Zeit. Gemessen an seiner Rechenleistung ist er etwa 155 Millionen Mal schneller als die modernsten Computer oder Supercomputer von heute. Aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit und Effizienz ist es unterstützt dramatische Veränderungen im Bereich Informationssicherheit, Datenwissenschaft und technische Anwendungen. 

Quantencomputertechnologie

Quantencomputertechnologie ist das Gebiet der Informatik, das die Prinzipien der Quantenmechanik nutzt, um sehr komplexe Berechnungen zu lösen. Der Quantenmechanismus befasst sich mit der inneren Struktur von Atomen oder kleineren subatomaren Teilchen. Beim Quantencomputing werden anstelle von Bits Quantenbits oder Qubits verwendet. Während klassische Computer oder Supercomputer ein Bit verwenden, das zwei Zustände hat, die eins oder null sind, kann ein Qubit gleichzeitig eine Eins, eine Null oder beides und in unterschiedlichen Verhältnissen sein. Das bedeutet, dass Quantencomputer nicht darauf warten, dass ein Prozess beendet ist, bevor ein anderer gestartet wird, sondern dass sie diese Prozesse gleichzeitig ausführen können. Grundsätzlich in Bei Quantencomputern werden verschiedene Zustände gleichzeitig vervielfacht und ausgeführt, um umfangreiche Berechnungen sehr schnell durchführen zu können. Wenn ein Prozess beispielsweise 10 Milliarden Gleitkommaoperationen pro Sekunde erfordert, benötigt er nur 30 Qubits, was etwa 6 Milliarden Mal schneller ist als die meisten leistungsstarken Supercomputer. Die Hauptvorteile des Quantencomputings sind wenn die Anzahl der komplexen Aufgabes und Operationen is sehr groß. Einfach können wir sagen das als mehr komplex die Aufgaben ergeben sich weitere Vorteile.

Top 10 Unternehmen, die in der Quantencomputertechnologie forschen

IBM – IBM ist das erste Unternehmen, das cloudbasierten Zugang zum Quantencomputing anbietet. Die Quantum-Computing-Technologie von IBM löst komplexe Vorgänge in sehr viel kürzerer Zeit, als die leistungsstärksten Supercomputer von heute nicht bewältigen können. Im Jahr 2016 brachte IBM seinen ersten cloudbasierten Quantenprozessor auf den Markt, einen Fünf-Qubit-Prozessor, und darüber hinaus veröffentlicht IBM kontinuierlich verschiedene neueste Versionen von Quantencomputern.

Wo: Armonk, New York
Produkt und Dienstleistungen– Eagle (127-Qubit-Prozessor), Osprey (433-Qubit-Prozessor), IBM Quantum Services, IBM Qiskit usw
Anzahl der Quantenpatente- 1323

2. Google – Google ist ein führendes Quantencomputing-Unternehmen, das viele Tools bereitstellt, die es Forschern ermöglichen, über die herkömmlichen Möglichkeiten hinaus zu arbeiten. Im Jahr 2019 gab Google an, einen 54-Qubit-Prozessor entwickelt zu haben, der komplexe Berechnungen mit sehr hoher Geschwindigkeit durchführen kann. Der Prozessor kann ein Ziel in nur 200 Sekunden erledigen, im Vergleich zu jedem modernen Supercomputer, der 10,000 Jahre braucht, um die gleiche Aufgabe zu erledigen.
Ort- Mountain View, Kalifornien
Produkte und Dienstleistungen - TensorFlow Quantum (TFQ), Sycamore (54-Qubit-Prozessor), Bristlecone Chip (Quantenprozessor), Quantum Computing Service usw
Anzahl der Quantenpatente- 762

3. Microsoft – Microsoft ist ein großer Player im Bereich Quantencomputing. Die Microsoft-Technologie verwendet ein topologisches Qubit, einen einzigartigen Qubit-Typ, der viel schneller und zuverlässiger ist als andere Qubits. Im Jahr 2019 brachten sie Azure Quantum auf den Markt, den weltweit ersten Full-Stack-Open-Cloud-Quantencomputer.
Ort- Redmond, Washington
Produkte und Dienstleistungen - Microsoft Azure Quantum, Q# (Quantenprogrammiersprache) usw
Anzahl der Quantenpatente- 496

4. D-Wave-System – D-Wave ist der führende Anbieter in der Entwicklung und Bereitstellung von Quantencomputersystemen, Software und Quantendiensten. Quantum Annealing ist ein Prozess, mit dem D-Wave komplexe Probleme löst. Quantum Annealing ist speziell für die Optimierung konzipiert, sodass Benutzer komplexe Berechnungen sehr schnell lösen können. 
Ort- Burnaby, Britisch-Kolumbien
Produkte und Dienstleistungen - D-Quantum Wave-Computer, Leap (Quanten-Cloud-Dienst) usw
Anzahl der Quantenpatente- 501

5. Intel – Der Riesenprozessorhersteller Intel verfügt über Fachwissen in der Herstellung von Spin-Qubits, die kleiner als normale Computergeräte sind und bei höheren Temperaturen betrieben werden können. Intel verfügt auch über Fachwissen zu Quantenpunkt-Arrays, die bei der groß angelegten Produktion von Qubit-Prozessoren unter Verwendung der Transistor-Fertigungstechnologie nützlich sind.
Ort- Santa Clara, Kalifornien
Produkte und Dienstleistungen - Tangle Lake (49-Qubit-Quantenprozessor), Horse Ridge (Steuerchip) usw
Anzahl der Quantenpatente- 221

6. Rigetti Computing – Rigetti Computing baut Hochgeschwindigkeits-Quantencomputer und supraleitende Quantenprozessoren, die sie antreiben. Rigetti nutzt die supraleitende Qubit-Technologie, um integrierte Quantencomputersysteme herzustellen und einzusetzen. Rigetti Computing bietet einen sehr schnellen Zugriff, der eine wichtige Voraussetzung für hochleistungsfähiges hybrides quantenklassisches Computing darstellt.
Ort- Berkeley, Kalifornien 
Produkte und Dienstleistungen - Fab-1, Quil (Quantenprogrammiersprache), Quilc (Compiler), QVM (Quantum Virtual Machine) usw
Anzahl der Quantenpatente- 110

7. BAIDU– BAIDU gründet ein Institut für Quantencomputing zur Anwendung von Quantencomputing-Software. Sie entwickelten eine eingebettete Hardware- und Softwarelösung für Quantencomputing namens Liang Xi, einen supraleitenden 36-Qubit-Quantenchip.
Ort- Beijing, China
Produkte und Dienstleistungen - Liang Xi, Qian Shi usw
Anzahl der Quantenpatente- 186

8. Toshiba – Toshiba nutzt sein Programm namens Quantum Key Distribution (QKD), um die Netzwerkkommunikation durch Anwendung der Grundgesetze der Quantenphysik zu sichern. Im QKD-Kommunikationssystem erfolgte der Austausch von Verschlüsselungsschlüsseln nur zwischen bekannten, gemeinsam genutzten Parteien
Ort- Tokio, Japan
Produkte und Dienstleistungen - Multiplex-QKD-System, Fern-QKD-System usw
Anzahl der Quantenpatente- 85

9. Xanadu – Xanadu wurde 2016 gegründet und ist ein kanadisches Quantentechnologieunternehmen mit der Mission, Quantencomputer zu bauen, die nützlich und für Menschen überall verfügbar sind. Mittlerweile hat sich Xanadu zu einem der weltweit führenden Unternehmen für Quantenhardware und -software entwickelt. Xanadu entwirft praktische und zugängliche Quantencomputer, die für ihren Betrieb die Quanteneigenschaften von Lichtteilchen nutzen. Das Unternehmen hat die Open-Source-Software Xanadu Quantum Cloud Service (XQC) für Benutzer veröffentlicht. 
Ort- Toronto, Ontario
Produkte und Dienstleistungen – Borealis (photonischer Quantencomputer), X-Series (Cloud-basierter photonischer Quantencomputer), Pennylane (Software) usw
Anzahl der Quantenpatente- 9

10 Amazon - Amazon baut den Rahmen für einen Quantencomputer und treibt Versuche voran, Technologien zu nutzen, die riesige Datenmengen in Sekundenschnelle verarbeiten können. Amazon hat 2019 das AWS Center for Quantum Computing ins Leben gerufen, um die Entwicklung von Quantencomputing-Technologien und -Anwendungen zu beschleunigen.
Ort- Toronto, Ontario
Produkte und Dienstleistungen – Amazon Bracket (Quantencomputerdienst), Amazon Quantum Solutions Lab usw
Anzahl der Quantenpatente- 17

Wichtige Anwendungen des Quantencomputings

Wettervorhersage und Klimawandel – Die Analyse von Wettervorhersagen und Klimaveränderungen umfasst mehrere zu untersuchende Variablen wie Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Dichte, Fluggeschwindigkeit usw., was es sehr schwierig macht, für einen sehr kurzen Zeitraum genaue Vorhersagen zu treffen. Daher kann die Analyse der Wetterbedingungen mit klassischen Computern mehr Zeit in Anspruch nehmen. Aber durch den Einsatz von Quantencomputern können die verschiedenen Parameter, die mit dem Klima zusammenhängen, in sehr kurzer Zeit analysiert werden.

Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen – In der künstlichen Intelligenz und im maschinellen Lernen sind viele komplexe Algorithmen dazu da, bestimmte Aufgaben zu lösen. Durch den Einsatz von Quantencomputing können komplexe Aufgaben in sehr kurzer Zeit gelöst werden.
Cybersicherheit und Kryptographie – Cybersicherheit und Kryptographie sind die beiden Hauptbereiche der Informatik, die zahlreiche Algorithmen zur Schlüsselgenerierung und -verteilung benötigen und regelmäßig aktualisiert werden müssen. Quantencomputing erhöht die Geschwindigkeit komplexer Algorithmen im Bereich Cybersicherheit und Kryptographie.
Finanzmodellierung - Organisationen verwenden verschiedene Finanzmodelle, um Investitionen, Rendite, Risiko und andere Parameter im Zusammenhang mit der Finanzierung der Organisation zu untersuchen und zu analysieren, beispielsweise Monte-Carlo-Simulationen. Durch den Einsatz von Quantencomputern laufen die Finanzmodellierungsalgorithmen sehr schnell.
Fortgeschrittene medizinische Behandlung – Im medizinischen Bereich der Krebsbehandlung nutzen Strahlenbündel Quanten-Annealing-Computer, um Zeit zu sparen.
Gaming– Computerspiele verbessern von Tag zu Tag ihre visuellen Effekte und Grafiken, sodass eine größere Anzahl von Prozessen in kürzerer Zeit ausgeführt werden muss. Denn Geschwindigkeit und Effizienz von Quantencomputern sind viel höher als bei klassischen Computern. Daher sind Quantencomputer im Gaming-Bereich die bessere Wahl.

Zukünftiges Wachstum des Quantencomputings

Quantencomputertechnologien können in den Bereichen Datenwissenschaft, Kryptographie, Pharmazeutik, chemische Reaktionen usw. bahnbrechend sein. Die Technologie schreitet von Tag zu Tag voran, wodurch die Probleme immer komplizierter werden. Quantencomputing bietet eine Lösung für komplexe Probleme wie die Proteinmodellierung.
In den kommenden Jahren werden wir über praxistaugliche Quantencomputer verfügen, die deutlich besser sind als die neuesten Supercomputer von heute. Quantencomputing wird für bestimmte Unternehmen relevanter sein, in denen hochkomplexe Berechnungen ausgewertet werden müssen, die auf einem normalen Computer Tage, Wochen oder sogar Monate dauern würden.
Laut einem Bericht aus dem Jahr 2021 wurde die Größe des weltweiten Quantencomputing-Marktes auf etwa 470 Millionen US-Dollar geschätzt und soll bis 1.765 auf 2026 Milliarden US-Dollar anwachsen. Auch Quantencomputing-Start-ups verzeichneten einen Anstieg der Finanzierung . Diese bedeutenden Zahlen deuten darauf hin, dass die Quantencomputertechnologie möglicherweise die Zukunft vieler Sektoren verändern wird.
Da Quantencomputing viele Vorteile und Anwendungen bietet, gibt es auch gewisse Einschränkungen. Beispielsweise ist der Quantencomputerprozess so komplex, dass für den Betrieb des Quantencomputers eine geschützte Umgebung erforderlich ist. Dennoch handelt es sich um eine aufstrebende Technologie – es gibt keinen festen Standard. Wir können also sagen, dass Quantencomputer ein großes Potenzial haben. Aber parallel dazu bedarf es vieler Weiterentwicklungen, um in den Mainstream zu gelangen.

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