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Quantencomputer : Die nächste Revolution

IBMs Quantencomputer „System Q“ ist auf der Elektronikmesse CES in Las Vegas zu sehen. Bild: AP

Quantencomputer können Verschlüsselungen knacken, neue Batterien entdecken und an Finanzmärkten Geld verdienen. Und das sind nur die Möglichkeiten, die bisher bekannt sind.

          7 Min.

          Im Ballungsraum von Lissabon wohnen knapp drei Millionen Menschen. Neben zahlreichen schönen Dingen, die Portugals Hauptstadt zum beliebten Urlaubsziel machen, produzieren sie leider auch: Stau. Lissabon ist im Berufsverkehr berüchtigt für seine verstopften Straßen. Während im vergangenen November der „Web Summit“ in der Stadt am Atlantik zu Gast war, eine der führenden Digitalkonferenzen der Welt, versuchte sich Volkswagen an einer Lösung für dieses Problem – mit Hilfe eines Quantencomputers.

          Bastian Benrath

          Redakteur in der Wirtschaft.

          Der Autohersteller rüstete neun Busse der städtischen Verkehrsgesellschaft mit einem selbst entwickelten Navigationssystem aus. Die Busse verbanden auf vier Linien die 26 am stärksten frequentierten Haltestellen der Stadt. Diese ermittelte Volkswagen anhand anonymisierter Positionsdaten. Die Busse erhielten dann vom Quantenrechner im Hintergrund stets ihre individuell schnellste Route. Da sie zumindest rechnerisch nie selbst einen Stau verursachten und andere Verstopfungen frühzeitig umfahren konnten, sollten sie mehrere tausend Menschen schneller an ihr Ziel bringen.

          VW will das System zur Marktreife weiterentwickeln. Die Idee ist, dass Städte ihren Busverkehr zu Großereignissen mit temporären Verbindungen ergänzen können, die genau die Haltestellen mit dem höchsten Fahrgastaufkommen bedienen. VW zufolge ist das System so angelegt, dass es theoretisch auf jede Stadt und jede Größe einer Fahrzeugflotte anwendbar ist. Für den Autohersteller ist das ein spannendes Geschäftsfeld: Bald könnten städtische Verkehrsbetriebe oder auch Taxiunternehmen zu Kunden werden.

          Bits vs. Qubits

          Der Grund, warum VW – und ebenso unter anderem Daimler, BMW, Ford, Toyota und Airbus – für solche Modellierungen auf Quantencomputer setzen, ist, dass diese deutlich besser als bisherige Computer in der Lage sind, Optimierungsprobleme zu lösen.

          Um das zu verstehen, braucht es einen kleinen Exkurs in die Informatik: Die grundlegende Recheneinheit eines normalen Computers ist ein Bit. Dieses kann die Werte 0 oder 1 annehmen; durch Aneinanderreihungen von Bits lassen sich alle Arten von Daten digital darstellen. Ein Quantenrechner arbeitet hingegen mit Qubits, eine Abkürzung von „Quantum Bits“. Diese können nicht nur die Zustände 0 oder 1 annehmen, sondern auch alle dazwischen. Sogar eine Überlagerung verschiedener Zustandskombinationen ist möglich, die sogenannte Superposition.

          Man kann sich das als Münze vorstellen: Bei einem normalen Bit zeigt die Münze immer entweder Kopf oder Zahl. Bei einem Qubit hingegen kann die Münze auch auf ihrer Kante kreiseln und so viel mehr Zustände annehmen. Dadurch sind in einem Qubit deutlich mehr Informationen gespeichert als in einem Bit – und es sind parallele Rechenoperationen möglich. Verkoppelt man dann auch noch mehrere Qubits miteinander, steigt die Zahl der möglichen Kombinationen und damit die Rechenleistung exponentiell. Das Ergebnis: Riesige Datenmengen können im Vergleich zu herkömmlichen Computern in deutlich kürzerer Zeit bewältigt werden.

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