Quantencomputer – Präzise Kontrolle über die Welt der Quanten

Zusammenfassung

Trotz der stetigen Steigerung der Rechenleistung entziehen sich viele wissenschaftlich und wirtschaftlich relevante Probleme einer effizienten Berechnung. Dazu gehören verschiedenste Optimierungsaufgaben in der Logistik, der Finanzmathematik und vielen anderen Bereichen, aber auch die Berechnung komplexer physikalischer Systeme wie Moleküle oder Festkörper. Quantenrechner hingegen versprechen mithilfe von Konzepten aus der Quantenmechanik wie Überlagerung und Verschränkung eine enorme Leistungssteigerung für eine Vielzahl von Problemstellungen. Der technologische Fortschritt der letzten Jahrzehnte erlaubt es uns heute, durch die Kontrolle einzelner Atome, Elektronen oder supraleitender Schaltkreise erste Quantencomputer-Prototypen zu realisieren, die beeindruckend das Zukunftspotential dieser Technologie aufzeigen. Dennoch gibt es noch einige Herausforderungen zu meistern, bevor tatsächlich praktische Probleme effizient auf Quantenrechnern gelöst werden können. Insbesondere stellt der Bau großer und vor allem erweiterbarer Quantenregister mit hinreichend hoher Qualität eine große Hürde dar, die es in einem Schulterschluss von Grundlagenforschung und Technologieentwicklung zu meistern gilt.