Gastkolumne von Quantum Particulars: „Der Aufstieg des Quantencomputings und seine Aussichten“

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In diesem Gastartikel von Quantum Particulars spricht Shubham Munde über die Geschichte des Quantencomputings.

„Quantum Particulars“ ist eine redaktionelle Gastkolumne mit exklusiven Einblicken und Interviews mit Quantenforschern, -entwicklern und -experten, die sich mit den wichtigsten Herausforderungen und Prozessen in diesem Bereich befassen. In diesem Artikel von Shubham Munde, Senior Market Research Analyst bei Marktforschung Zukunft® (MRFR) und diskutiert die Geschichte des Quantencomputings.

Die Welt hat großartige Fortschritte auf dem Gebiet der Informatik erlebt. Von der Erfindung des ersten Computers bis zur Entwicklung von Supercomputern hat jede Innovation die Grenzen des Möglichen erweitert. Die Entwicklung der Computer hat das menschliche Leben unvorstellbar revolutioniert und spielt weiterhin eine wichtige Rolle in nahezu jedem Aspekt des menschlichen Lebens. Klassische Computer prägten das 20. Jahrhundert, und zu Beginn des 21. Jahrhunderts erkannten die Menschen, dass klassische Computer ihre Grenzen hatten und diese fast erreichten, sodass sie einen neuen, leistungsfähigeren Computer als den klassischen brauchten. Die Einschränkungen klassischer Computer veranlassten Wissenschaftler, eine neue Art der Datenverarbeitung namens Quantencomputer zu entwickeln.

Was ist Quantencomputer?

Quantencomputing ist ein multidisziplinäres Gebiet, das Aspekte der Informatik, Physik und Mathematik umfasst und die Quantenmechanik nutzt, um zu komplexe Probleme schneller als auf herkömmlichen Computern zu lösen. Quantencomputer könnten Informationen millionenfach schneller verarbeiten als herkömmliche Computer. Dies liegt daran, dass Quantencomputer Qubits verwenden, typischerweise kleine Teilchen (Atome, Ionen, Photonen oder Elektronen), die Informationen speichern und sich gemäß den Gesetzen der Quantenphysik verhalten. Daher kann er eine viel größere Menge an Informationen viel schneller verarbeiten als ein klassischer Computer.

Unternehmen wie IBM, Google, Intel, D-Wave Systems und Microsoft konkurrieren um die Entwicklung von Quantencomputing-Tools. Allerdings IBM Aufmerksamkeit erregt als sie 2016 erstmals einen Quantencomputer ankündigten, der der Öffentlichkeit als Cloud-Dienst für Forscher zur Verfügung stand. Danach erkannten globale Unternehmen das volle Potenzial von Quantencomputern bei der Lösung komplexer Probleme, die klassische Computer nicht lösen können, und viele Unternehmen nutzen die revolutionäre Technologie bereits. Unternehmen wie z.B Mercedes-Benz, Boeing, JSR Corporation, Mitsubishi Chemical, ExxonMobil und CERN bereits im Einsatz Technologie zur Lösung komplexer Probleme wie der Komplexität der Lieferkette, zur Entdeckung der Geheimnisse des Universums, zur Verbesserung der Batteriechemie usw.

Zunächst die Wissenschaftler verwendet, um vorzuschlagen Quantencomputer sind kommerziell nicht nutzbar, wenn ihre Kapazität nicht mindestens 1,000 Qubits erreicht. Seitdem sind Quantencomputer mit höheren Qubits für globale Unternehmen zu einer Notwendigkeit geworden. Viele Unternehmen haben beim Wachstum der Qubits erhebliche Fortschritte gemacht und die Entwicklung geht noch weiter. IBM steht bei der Erreichung dieses Meilensteins an vorderster Front, und zwar in jüngster Zeit eingeführt IBM Condor, ein 1,121 supraleitender Qubit-Quantenprozessor basierend auf der Kreuzresonanz-Gate-Technologie. Condor verschiebt mit einem 50-prozentigen Anstieg der Qubit-Dichte die Grenzen der Skalierung und Ausbeute beim Chip-Design. Mit einer Leistung, die mit der des vorherigen 433-Qubit-Osprey vergleichbar ist, dient es als neuer Meilenstein, löst Skalierungen und informiert über zukünftiges Hardware-Design.

Mögliche Anwendungsfälle von Quantencomputern

Mit den technologischen Fortschritten bei Quantencomputern sind die möglichen Anwendungsfälle enorm gewachsen. Quantencomputer können für jede Branche von großem Nutzen sein, um zu komplexe Probleme zu lösen und alle möglichen Lösungen herauszufinden. Heutzutage werden Branchen wie Energie und Energie, Automobil, Chemie, Transport und Logistik, Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, IT und Telekommunikation, Landwirtschaft, Fertigung und Elektronik zu den Hauptendverbrauchern. Darüber hinaus erfreuen sich Quantencomputer nicht nur in der Wirtschaft großer Beliebtheit. Die Technologie hat das Potenzial, auch die globalen Probleme anzugehen und eine nachhaltigere Zukunft zu schaffen. Quantencomputer sind so mächtig Das könnte helfen, komplexe Probleme wie Krankheiten, Lebensmittel usw. anzugehen Klimakrisen. Die Klimakrise entwickelt sich zu einem der größten Schlüsselthemen für die Weltbevölkerung. Quantencomputer können diese komplexen Probleme bewältigen, indem sie alle möglichen Lösungen anbieten. Es kann für verschiedene Anwendungen wie Wettervorhersage, Abfallmanagement und Wassermanagement nützlich sein.

Mit der Zeit werden Fortschritte bei Quantencomputern mit einer höheren Anzahl von Qubits bedeutende Möglichkeiten eröffnen, die heute nur noch wie Science-Fiction wirken. Allerdings könnten auch Fortschritte bei der Zahl der Qubits Anlass zu ernster Sorge für die Zukunft geben. Laut die Forschung, durchgeführt von Universal Quantum, University of Sussex und Qu&Co, ein Quantencomputer mit 13 Millionen physikalischen Qubits könnte die Bitcoin-Verschlüsselung innerhalb eines Tages knacken; und es würde einen 300-Millionen-Qubit-Computer erfordern, um es innerhalb von 60 Minuten zu zerstören. Hochmoderne Quantencomputer verfügen heute nur über 1,121 Qubits und können vorerst als sicher vor einem Quantenangriff betrachtet werden, doch die Quantencomputertechnologien entwickeln sich schnell weiter, und regelmäßige Durchbrüche wirken sich auf solche Schätzungen aus und machen sie zu einem sehr möglichen Szenario innerhalb der nächsten 10 Jahre, die die Verschlüsselung von Bitcoin und weiter verbreitete Techniken wie die RSA-Verschlüsselung umfasst.

Angesichts der enormen Fortschritte bei Quantencomputern müssen noch einige Herausforderungen bewältigt werden. Technische Hürden wie Skalierbarkeit, Fehlerkorrektur und die Aufrechterhaltung der Qubit-Kohärenz bleiben erhebliche Herausforderungen, die fortlaufende Forschung und Entwicklung erfordern. Auch bei den Talenten besteht eine enorme Lücke. Qualifizierte Arbeitskräfte mit Fachkenntnissen in Quantenhardware, -software und -algorithmen sind von entscheidender Bedeutung, aber derzeit Mangelware. Bedenken hinsichtlich der Quantensicherheit und eines möglichen Missbrauchs der Technologie erfordern sorgfältige Prüfung und verantwortungsvolle Entwicklung.

Trotz der Herausforderungen scheint die Zukunft des Quantencomputings vielversprechend. Mit anhaltenden Investitionen, Forschung und Zusammenarbeit sind in den kommenden Jahren erhebliche Fortschritte zu erwarten. Auch wenn es einige Zeit dauern kann, bis Quantencomputer allgegenwärtig sind, ist ihr Potenzial, verschiedene Branchen zu revolutionieren und komplexe Probleme zu lösen, unbestritten. Angesichts des Potenzials für bahnbrechende Fortschritte und transformative Anwendungen wird erwartet, dass der Quantencomputing-Markt in den kommenden Jahren ein erhebliches Wachstum verzeichnen wird. Nach Schätzungen des MRFRBis 31.3 dürfte der globale Quantencomputing-Markt mit einer signifikanten CAGR-Rate von 2032 % wachsen. Der Markt wird durch Faktoren wie die steigende Nachfrage nach Rechenleistung, zunehmende staatliche und private Investitionen, Fortschritte in der Qubit-Technologie und die Entwicklung von angetrieben Quantenalgorithmen und Software.

Shubham Munde ist Senior Market Research Analyst und verfügt über einen technischen Hintergrund in den Bereichen Informationstechnologie (IT), Halbleiter und Automobil sowie über mehr als 5 Jahre Erfahrung in Marktforschung und Analyse. Zu seinen Aufgaben gehören Data Mining, Analyse und Projektdurchführung. Er hat Forschungen zu verschiedenen Technologiebranchen durchgeführt, darunter Metaverse, Web 3.0, Zero-Trust-Sicherheit, Cybersicherheit, Blockchain, Quantencomputing, Robotik, 5G-Technologie, Hochleistungsrechnen, Rechenzentren, KI, Automatisierung, IT-Ausrüstung, Sensoren, Halbleiter , Elektrofahrzeuge und viele andere. Er hat zu Projekten für Fortune-500-Unternehmen beigetragen und wertvolle Erkenntnisse für globale Kunden geliefert, darunter Syndikats-, Beratungs- und Regierungsprojekte.

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