Quantencomputer: Google hat die Quantenüberlegenheit erreicht – alle Infos, neue Möglichkeiten & Gefahren

 

Vor knapp drei Wochen konnte eine kleine oder vielleicht auch große Sensation vermeldet werden: Ein von Google entwickelter Quantencomputer soll die Quantenüberlegenheit erreicht haben und sich somit an die Spitze der gesamten Forschung gesetzt haben. Es wäre der erste Beweis dafür, dass Quantencomputer tatsächlich funktionieren und die in sie gesetzten Hoffnungen eines Tages erfüllt werden könnten. Das birgt aber auch viele Gefahren.

Heute hat jeder Nutzer ein Vielfaches der Rechenleistung in der Hosentasche, mit der die Astronauten der Apollo 11-Mission damals auf dem Mond gelandet sind. Das ist zwar schon 50 Jahre her, aber dennoch ist es nach wie vor ein sehr gutes Beispiel dafür, wie schnell sich die Technologie entwickelt und die Rechenleistung zugenommen hat. Waren früher noch ganze Wohnungen für Computer notwendig, standen sie einige Jahrzehnte später unter dem Schreibtisch und heute stecken sie eben in der Hosentasche. Aber schon bald könnte es einen deutlich größeren Sprung geben.

Googles Forscher sollen in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der NASA einen überlegenen Quantencomputer entwickelt haben, der ein erster Schritt hin zu einer völlig neuen Dimension der Rechenleistung ist. Dahinter stehen allerdings noch sehr viele Fragezeichen, denn trotzt dieses ersten Durchbruchs steht die Technologie noch vollkommen am Anfang und ist noch nicht einmal in den Kinderschuhen. Das zweite große Fragezeichen setzen Google und die NASA selbst – sie reden nicht darüber.

Die Sensation war ganz offensichtlich noch nicht dazu bereit, mit der Öffentlichkeit geteilt zu werden. Was Ende September noch ein Gerücht gewesen ist, hat sich durch den Leak eines internen Dokuments sehr schnell bestätigt und mittlerweile ist sich die Fachwelt einig darüber, dass das Dokument echt ist und die beiden Organisationen tatsächlich die Quantenüberlegenheit erreicht haben – oder das zumindest behaupten. Bis heute haben sich aber weder Google noch die NASA offiziell und auch nicht hinter vorgehaltener Hand darüber geäußert. Aber warum?

Wer sich dafür interessiert, kann das Dokument hier herunterladen und den Bericht lesen. Das setzt aber sehr viel Fachwissen voraus, sodass man als absoluter Laie nicht einmal mit den Bildchen und Diagrammen etwas anfangen kann – ich zumindest nicht. Aber schaut vielleicht dennoch einmal herein.

Wie kam das Dokument an die Öffentlichkeit?
Man mag es kaum glauben, aber die hochdotierten Wissenschaftler bzw. deren Mitarbeiter haben das brisante Dokument durch eigene Schludrigkeit an die Öffentlich gebracht. Die NASA hat das Dokument auf einen öffentlichen Server hochgeladen, der somit auch für den GoogleBot zugänglich war. Dieser hat das Dokument indexiert und durch Google Alerts an alle an der Quantentechnologie interessierten Nutzer per E-Mail verschickt. Damit war der Leak nicht mehr aufzuhalten – ausgerechnet durch die NASA und den GoogleBot selbst.

Was ist die Quantenüberlegenheit?
Von Quantenüberlegenheit ist die Rede, wenn eine Aufgabe gelöst wurde, die mit einem anderen Computer nicht in einem angemessenen Zeitraum oder überhaupt nicht durchführbar gewesen wäre. Tatsächlich soll der Google-Quantencomputer die ominöse Aufgabe in nur drei Minuten gelöst haben, für die der leistungsstärkste Supercomputer mehr als 10.000 Jahre benötigen würde. Im wahrsten Sinne des Wortes ein Quantensprung. Viele weitere Details dazu findet ihr in diesem Artikel.

Wann sind Quantencomputer einsatzbereit?
Nun wurde gerade erst bewiesen, glaubt man zumindest, dass Quantencomputer überhaupt funktionieren können. Weil die gesamte Technologie extrem kompliziert ist und viele Regeln außer Kraft setzt, lässt sich über die Zukunft der Quantencomputer praktisch nichts sagen. Experten gehen aber nicht davon aus, dass es in den nächsten 30 Jahren Quantencomputer geben wird, die tatsächlich in der Praxis einsetzbar sind. Wir müssen uns also noch einige Jahrzehnte gedulden – und dann vielleicht feststellen, dass es doch nicht funktioniert.

Viele Details und Informationen sowie Spekulationen rund um die Quantencomputer und eine Abgrenzung zu den heutigen Supercomputern findet ihr bei Wikipedia.

Welche Möglichkeiten ergeben sich durch Quantencomputer?
Wenn man sich allein den Sprung in der Rechenleistung ansieht – 3 Minuten Quantencomputer vs. 10.000 Jahre Supercomputer – dann kann man sich sehr gut vorstellen, dass den Möglichkeiten keine Grenzen mehr gesetzt sind. Selbst wenn es noch mindestens 30 Jahre dauert, wird es ein extremer Leistungssprung sein, den es in der IT-Geschichte bisher noch nicht gegeben hat (siehe weiter oben). Plötzlich werden Berechnungen und Modelle möglich, die bisher auch mit Supercomputen und großer Cloud-Infrastruktur nicht einmal im Ansatz vorstellbar gewesen sind.

Konkrete Einsatzgebiete können aufgrund der Unklarheit rund um die Quantencomputer derzeit noch nicht benannt werden. Vor allem die Künstliche Intelligenz bzw. das Machine Learning könnten aber enorm davon profitieren. Schon heute sind KIs in einigen Bereichen sehr gut und dem Menschen auch ein Stück weit überlegen – je nach Definition – aber in 30 Jahren und mit Quantencomputern würde eine KI alles in den Schatten stellen, was man sich bisher nur denken konnte. Selbst extrem komplexe Universums-Simulationen wären wohl problemlos möglich.

Welche Gefahren ergeben sich durch Quantencomputer?
Genau diese Leistungsfähigkeit ist es aber auch, die nicht nur neue Möglichkeiten schafft, sondern viele Gefahren birgt – und deshalb auch sehr genau kontrolliert werden muss. Man kann sich nun gedanklich durch Science Fiction-Filme von Terminator bis I, Robot einige Visionen durchspielen und zumindest in der Grundlage wären solche Szenarien absolut vorstellbar. „Wir“ bauen Roboter, wir entwickeln eine Künstliche Intelligenz die in immer mehr Bereiche des Lebens vordringt und wir haben nun für heutige Maßstäbe unbegrenzte Rechenleistung. Das Ganze dann nochmal mindestens 30 Jahre weiter und wir sind nicht mehr weit von den Filmen entfernt. Oder sogar darüber hinaus.

Aber es muss nicht immer gleich die Science-Fiction bemüht werden, denn es kann auch für ganz alltägliche Dinge zu einem Problem werden. Diese enorme Rechenleistung lacht über jegliche Form der heutigen Verschlüsselung und würde in sekundenschnelle lösen. Und wer keinen Quantencomputer zu Hause hat, hat dann auch keine Möglichkeit mehr, Dinge zu verschlüsseln, die nicht innerhalb kürzester Zeit an anderer Stelle entschlüsselt werden könnten.

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Trotz aller Unklarheiten wird wohl deutlich, dass die Quantencomputer eine Sensation sind und vieles verändern werden. Ob zum Guten oder Schlechten, das muss sich in vielen Jahren zeigen. Vielleicht halten Google und die NASA dies auch deswegen unter Verschluss, weil sie sich der enormen Folgen bewusst sind. Es muss ein guter und für alle Seiten richtiger Weg gefunden werden, damit umzugehen. Und das ist vielleicht die sehr viel größere Herausforderung als nur die Forschung und Entwicklung.

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[Spiegel Online]

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