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Wissenschaft und Forschung

Paul Boes
Doktorand theoretische Physik
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piqer: Paul Boes
Freitag, 31.08.2018

Wo Quantenrechnung nicht in 50 Jahren, sondern jetzt steht

Auf dem Gartner Hype Cycle ist Quantenrechnung auf gutem Weg zum "Peak of Inflated Expectation". Umso wichtiger ist es, bei all den rosigen Zukunftsszenarien für die Technologie zu fragen, wo ihre Entwicklung jetzt steht und was der wahrscheinlichste Kurs für die kommenden fünf bis zehn Jahre ist.

John Preskill, Professor am Caltech Institute for Technology und einer der ganz renommierten im Feld, hat nun seine Einschätzung für die NISQ-Ära (Near Intermediate-Scale Quantum) veröffentlicht und das zugänglich geschriebene Papier wird bereits jetzt als Standard-Text zum Thema gewertet. Die Take-Home Messages: 

1. Das besondere an der NISQ-Ära ist, dass die Leistungsfähigkeit von betriebsfähigen Quantencomputern zum ersten Mal ein Niveau erreichen wird, welches diejenige von normalen Supercomputern übersteigt. Das ist spannend, weil es Forschern erlaubt, bestimmte Hypothesen über den Unterschied zwischen normalen Rechnern und Quantencomputern empirisch zu überprüfen.

2. Aus industrieller Perspektive werden Quantencomputer in der NISQ-Ära wohl cloud-basiert sein und nur sehr spezielle "Nischen"-Probleme lösen. Auf viele der theoretisch möglichen Anwendungen werden wir wohl mindestens 10 Jahre warten müssen.

3. Das große Hindernis auf dem Weg zu universell einsetzbaren Quantencomputern ist das Korrigieren von Fehlern in Rechnungen, die etwa durch thermale Fluktuationen des Rechenchips entstehen können. Leider gibt es hierfür nicht einmal theoretisch eine klare Idee, wie diesem Hindernis am besten zu begegnen ist. Der Übergang von NISQ zu sogenanntem "Fault Tolerant Quantum Computing" hängt also nicht nur von Ingenieuren ab, sondern auch von den guten Ideen der Theoretiker. Da das Überkommen dieser konzeptuellen Hürde schwer vorherzusagen ist, kann es sein, dass wir noch relativ lange in der NISQ-Ära verbleiben werden.

Preskills Text dämpft verfrühte Erwartungen, lässt aber gleichzeitig keinen Zweifel am erwarteten Potential der Technologie, wenn sie denn soweit ist.

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