Wie funktioniert Quantencomputer?

Die Leute des Münchner Designteams Kurzgesagt - ausgesprochen koorts-ge-ZA-kt, Deutsch für "kurz" oder "kurz gefasst" - haben ein weiteres wunderschön gestaltetes und ausgeführtes Erklärvideo herausgegeben, und diesmal packen sie Quantencomputer.

Kurzgesagt-Videos fangen den Namen an und beginnen mit den Grundlagen und klettern absichtlich zu einem Abschluss. Das ist ein großer Auftrag, um alles Quanten zu adressieren. Erinnern Sie sich daran, dass Richard Feynman, einer der Hauptverantwortlichen der Theorie der Quantenelektrodynamik, berühmt war: "Ich glaube, ich kann mit Sicherheit sagen, dass niemand die Quantenmechanik versteht."

So schultert Kurzgesagt hier eine bewundernswerte Leichtigkeit. Ausgehend von einer Diskussion der Rechengeschichte erfahren wir, wie die Größe eines einzelnen Transistors im Laufe der Jahre stark schrumpfte, ein Ergebnis, das im grandiosen Moore'schen Gesetz beschrieben wird. Aber wir scheinen die Zeiten hinter sich zu lassen, in denen Transistoren schrumpfen und sich den physikalischen Grenzen herkömmlicher Transistoren nähern. Die Transistoren von heute sind beispielsweise etwa 14 Nanometer groß. Zum Vergleich: Das HIV-Virus hat einen Durchmesser von 120 Nanometern. Ein rotes Blutkörperchen hat einen Durchmesser von etwa 6.000 Nanometern.

Hier ist einer der motivierenden Faktoren für die Quantencomputing-Forschung: Wenn wir nicht immer mehr Transistoren auf immer kleinerem Raum unterbringen können - und das alles gleichzeitig effizient kühlen, müssen wir nach anderen Wegen suchen, um die Recheneffizienz zu steigern. Quanten-Computing würde es uns ermöglichen, ein bizarres Merkmal von Quantensystemen zu nutzen: Sie können sich gleichzeitig in mehreren Zuständen befinden. (Zumindest ist dies eine Möglichkeit, die Quantenüberlagerung zu beschreiben.)

Das Video ist ein wenig optimistischer als es der derzeitige Stand der Forschung im Bereich des Quantencomputers rechtfertigt, und erwähnt womöglich die Schwierigkeiten, die mit der Aufrechterhaltung der für das Quantencomputing erforderlichen Quantensysteme verbunden sind. Davon abgesehen sind sie wahrscheinlich nicht zu weit entfernt: „Im Moment wissen wir nicht, ob das Quantencomputing nur ein sehr spezialisiertes Werkzeug oder eine große Revolution für die Menschheit sein wird. Wir haben keine Ahnung, wo die Grenzen der Technologie liegen, und es gibt nur einen Weg, das herauszufinden."

Kurzgesagt betreibt einen YouTube-Kanal, der den monatlichen Videos des Teams gewidmet ist. Alle wurden in diesem charakteristischen 2D-Animationsstil erarbeitet und vom "seriösen" Steve Taylor geäußert. Schauen Sie sich ihre Videos darüber an, wie Facebook Videoinhalte stiehlt, und, mein persönlicher Favorit, ihre zweiteilige Serie über Fermi Paradox.