QC in 25 Jahren…

[ClaudiaLinnhoff]

Sein Papier “The Computer for the 21st Century” startete Marc Weiser 1991 mit dem Satz “Die tiefgreifendsten Technologien sind diejenigen, die verschwinden.” Von Sprache und Schrift wird der Bogen zum heutigen IoT gespannt, 25 Jahre später ist dies Realität.

Liebe Studenten,
im Expertenrat “Quantencomputing” des Bundeskanzleramts hatte ich letzte Woche ein Gespräch mit einem Kollegen aus der Wirtschaft. Wir haben überlegt, was die Vision des Quantencomputings ist. Wo wird das mal hinführen? Diese Gedanken beschäftigen mich aktuell, und so entstand meine Vision:

Im Jahr 2045 wird die ganze Welt als digitaler Zwilling bestehen, alles organisiert sich selbst in der Cloud. Hochkomplexe Rechenoperationen werden dabei von Quantencomputern ausgeführt. Quantencomputing-Operationen auszuführen kann an der Uni jeder – es ist einfacher als die Programmierung einer Webseite heute…

Wie sieht Eure Welt des QCs aus? Was ist Euer Traum? 🙂

[Philip.Hierhager]

Hallo Frau Prof. Dr. Linnhoff 🙂

in 25 Jahren wird es ein Quanteninternet geben. Das heißt auch, dass man sich mit Freunden und Kollegen auf der ganzen Welt ohne Verzögerung unterhalten kann. Durch Interfaces wie VR-Brillen und später durch Implantate im Gehirn (Neuralink (Elon Musk)) wird man mit Freunden auf der ganzen Welt Sinneseindrücke austauschen können. Diese Vorstellung ist etwas unheimlich. Wird man damit andere Menschen durch elektrische Impulse auch in Echtzeit steuern können?
In 25 Jahren wird es die ersten Entwürfe eines allgemeinen Quantencomputer in Serienfertigung geben. Normale Verschlüsselungen werden durch Quantenverschlüsselungen ersetzt. Der Umstieg auf Quantenarchitektur wird schnell gehen, da keine Verschlüsselungen mehr auf normalen PCs sicher sind.
Durch die enorme Leistung zukünftiger Quantencomputer wird der durchschnittliche Lebensstandard durch effizientere Ressourcennutzung in jedem Teilbereich des Lebens stark ansteigen – hoffentlich jedoch nicht nur der durchschnittliche, sondern auch der individuelle eines jeden Menschen.
Ich träume davon, dass jeder von den enormen Vorteilen, die wir durch die Quantenphysik erhalten werden, profitieren wird.

[Sebastian Zielinski]

Hallo Philip,

Durch die enorme Leistung zukünftiger Quantencomputer wird der durchschnittliche Lebensstandard durch effizientere Ressourcennutzung in jedem Teilbereich des Lebens stark ansteigen – hoffentlich jedoch nicht nur der durchschnittliche, sondern auch der individuelle eines jeden Menschen.

Da kann ich nur zustimmen. Durch die Erforschung dieser neuartigen Technologie kann und wird sich unser zukünftiges Leben maßgeblich verbessern. Das fängt beginnt bei potentiell sichererer Kryptographie (“Post-Quantum”), der Möglichkeit der Erforschung neuartiger Medikamente und zahlreichen Durchbrüchen in weiteren Branchen.

Für mich kristallisieren sich im Moment zwei grundlegend verschiedene Arten von QC’s heraus. Auf der einen Seite sind das auf kryogenen Stoffen/Prozessen basierende QC’s (z.B. der D-Wave Quantenannealer, oder auch die QC’s von IBM, Google) und auf der anderen Seite QC’s die bei Raumtemperatur funktionieren können (z.B. auf Stickstoff-Fehlstellen-Zentren basierende Ansätze). Während erstere Art von QC’s vorwiegend in Rechenzentren zu finden sein könnte, eignen sich letztere auch für den “Heimgebrauch” – für ein “Ubiquitous Quantum Computing” überall im Alltag, für Mobile und Verteilte Systeme. Man könnte letztere auch in Racks verbaut zu Raumtemperatur-QC-Supercomputern, analog zu den heutigen klassischen Mainframes, verbauen.
Es stehen zahlreiche Möglichkeiten der Nutzbarmachung dieser Technologien zur Verfügung und aus meiner Sicht wäre es nicht verwunderlich, wenn jeder der vielversprechenden Arten einen QC zu bauen auch seine eigene Nische in der Technologiewelt von Morgen finden wird.

• Diese Antwort wurde geändert vor 4 Jahre von Sebastian Zielinski.
• Diese Antwort wurde geändert vor 4 Jahre von Sebastian Zielinski.

[ChrisR]

Hallo zusammen,

ich sehe das ähnlich wie ihr.

Ich könnte mir gut vorstellen, dass in 25+ Jahren das Quanteninternet bereit steht und in Echtzeit komplexe Aufgaben von Quantencomputern gelöst werden können. Jedoch bin ich der Meinung, dass die Quantencomputer weniger für den häuslichen alltäglichen Gebrauch eingesetzt werden, sondern viel mehr für die hochkomplexen Fragestellungen. Die QC-Computer werden weniger Zuhause, sondern vielmehr in Rechenzentren über die Cloud verfügbar sein. Infolgedessen werden Quantencomputer und unsere konventionellen Computer, die uns in unserem alltäglichen Leben schon umgeben, nebeneinander existieren, wobei jeder von ihnen seine eigenen spezifischen Anwendungen haben wird.

Eine weitere spannende Fragestellung wird die vorherschende QC-Technolgie sein. Momentan verfolgen unterschiedliche Hersteller verschiedene QC-Architekturen und Technologien (wie mein Vorredner schon angemerkt hat). Ich bin gespannt, welche sich in den nächsten 25 Jahren herauskristallisieren wird.

[Jonas Nuesslein]

Hi,

Quantencomputer werden meiner Meinung nach einen wichtigen Beitrag zu der Entwicklung immer klügerer Programme leisten (Stichwort: Quantum Machine Learning).
Für Quanten-sichere-Kommunikation müssen wir gar nicht mal 25 Jahre in die Zukunft schauen. In China wurde bereits ein Kabel zwischen Peking und Shanghai (2000 km) gelegt, über die abhörsicher Quantum-Key-Distribution, also das Verteilen von (symmetrischen) Schlüsseln, betrieben werden kann [https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7607012].
In 25 Jahren, könnte ich mir denken, wird jeder neben dem Anschluss an das “normale” Internet ein Modem zuhause haben, welches das Messen und Verschicken von Quantum-Keys an den Kommunikationspartner übernimmt.
Jedes forschende Unternehmen wird in 25 Jahren zwingend Quantencomputer in R&D einsetzen müssen, um konkurrenzfähig zu bleiben. Simulationen von bisher nicht handhabbar komplexen Prozessen werden zu neuen Medikamenten, Materialien, ebenso wie zu einem besseren Verständnis der Quantenphysik selbst führen.

[JonasStein]

Hallo zusammen,

ich glaube, dass die größten, für den Otto Normalverbraucher spürbaren Auswirkungen von Quantencomputern in 25 Jahren durch ein besseres Verständnis der Quantenmechanik hervorgehen werden. Dadurch dass Quantencomputer intrinsisch dazu in der Lage sind, beliebige Quantenmechanische Systeme effizient zu simulieren, sind sie das perfekte “Labor der Zukunft” für Physiker, Chemiker und viele mehr. Man stelle sich nur mal die Möglichkeiten in der Medizin vor: Eine Pandemie wie die aktuelle, könnte im Nu durch ein passendes Medikament oder einen Impfstoff massiv eingedämmt werden. Aber auch die Fortschritte in der Physik könnten Grenzen verschieben: Gibt es vielleicht sogar einen noch schnelleren, besseren Computer als den Quantencomputer?

[Talents4Future-Moderation]

Liebe Studierende,
Liebe Interessierte,

da es sehr gut zum Diskussionsgegenstand passt, hier ein kurzer Beitrag zur “Roadmap Quantencomputing” vom Expertenrat Quantencomputing:

Bund fördert Quantentechnologien

Letztes Jahr im Juni 2020 wurden rund 2 Milliarden Euro aus dem Konjunktur- und Zukunftspaket der Bundesregierung in die Entwicklung der Quantentechnologien freigegeben. Die komplexen Quantentechnologien können Wirtschaft und Gesellschaft zukünftig stark beeinflussen und verändern. Das weiß auch die Bundesregierung und sie investiert in die Wissenschaft.

Die Funktion von Quantencomputern unterscheidet sich von den heute üblichen digitalen Rechnern. Das Potential von Quantentechnologien ist enorm groß und übertrifft die aktuellen technischen Lösungen deutlich.

Wissenschaftler sehen mannigfaltige Einsatzbereiche für Quantentechnologien. So sollen sie als Basis beispielsweise in der Kommunikation, der Medizin, im Verkehr oder Bauwesen einsetzbar sein.

Der im Oktober 2020 berufene Expertenrat Quantencomputing hat zu dieser Thematik eine “Roadmap Quantencomputing” ins Leben gerufen. Die Ergebnisse wurden von den Vorsitzenden der 16 Experten der Bundesregierung präsentiert und es gab ein großes Dankeschön für die schnelle und ambitionierte Umsetzung der Roadmap. Als nächstes soll ein Umsetzungskonzept der Bundesregierung basierend auf den Vorschlägen des Expertenrats folgen.

Doch was genau ist das Ziel der Roadmap? Sie will im Zukunftsfeld Quantencomputing erfolgversprechende Technologiepfade identifizieren und das zugehörige Innovationsökosystem international konkurrenzfähig machen. Erste Maßnahmen hierfür sollen zeitnah umgesetzt werden.

Hier ist der ganze Artikel der Bundesregierung zu finden.

Euer Talents4Future Team

• Diese Antwort wurde geändert vor 3 Jahre, 10 Monaten von Talents4Future-Moderation.

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