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Jüngste Durchbrüche im Bereich Quantencomputing, insbesondere bei Alphabet Inc., der Muttergesellschaft von Google, stehen kurz davor, Branchen wie Kryptografie, künstliche Intelligenz, Pharma und Finanzen grundlegend zu verändern.

Die Entwicklung eines neuen Quantenchips durch Google Quantum AI, Googles Forschungssparte für Quantencomputing, hat erfolgreich eine zentrale Herausforderung gelöst, indem Fehler bei komplexen Berechnungen deutlich reduziert wurden.

Wie Quanten­technologie das Computing verändert

Klassische Computer arbeiten mit Bits, die entweder den Wert 0 oder 1 haben. Quantencomputer hingegen nutzen Quantenbits, sogenannte Qubits, die gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren können.
Dieser grundlegende Unterschied ermöglicht es Quantencomputern, komplexe Berechnungen exponentiell schneller durchzuführen als klassische Systeme.

Hohe Fehlerraten bei Quantenberechnungen galten bisher als große Hürde für eine breite Anwendung und Skalierung der Technologie.
Der neue Chip von Alphabet kann Fehler in Echtzeit korrigieren und steigert so die Präzision und das Potenzial des Quantencomputings.

Professor Artur Ekert, Experte für Quantenphysik und Kryptografie an der Universität Oxford und der National University of Singapore, weist darauf hin, dass heutige Public-Key-Systeme wie RSA, ein gängiges Verschlüsselungsverfahren zur Absicherung von Online-Kommunikation und -Geschäften, auf der Schwierigkeit beruhen, große Zahlen zu faktorisieren.
Er warnt, dass Quantencomputer in der Lage wären, solche Systeme zu knacken, indem sie große Zahlen sehr viel schneller faktorisieren als klassische Rechner.

Folgen für Kryptografie und Wirtschaft

Computer, die auf quantenphysikalischen Prinzipien funktionieren, gefährden aktuelle Verschlüsselungsverfahren. Die Forschung von Professor Ekert zur Quantenkryptografie (QKD) – einem Verfahren, bei dem mithilfe der Physik von Quantensystemen Schlüssel sicher verteilt werden – ermöglicht eine sichere Übertragung von Verschlüsselungs­schlüsseln.
Obwohl QKD bereits in bestimmten Anwendungen genutzt wird, sind leistungsfähige Maschinen, die tatsächliche Verschlüsselung brechen können, noch Jahre entfernt.

Über die Kryptografie hinaus hat Quantencomputing das Potenzial, die Wirkstoffentwicklung in der Pharmaindustrie zu beschleunigen, Investitionsstrategien und Risikoanalysen im Finanzwesen zu optimieren und die Effizienz beim Training von KI-Modellen deutlich zu steigern.
Auch wenn marktreife Anwendungen für Quantencomputer noch einige Jahre auf sich warten lassen, markieren diese jüngsten Fortschritte den Beginn einer neuen technologischen Ära.