Interview mit Michael Marthaler

„Prinzipiell kann ein Quantencomputer alles, was ein normaler Computer kann – aber auch mehr!“

Hartmut Schlosser

Michael Marthaler

Quantencomputer gelten als die nächste Evolutionsstufe der binären Computer. Doch wie weit sind wir noch von einer breitflächigen Anwendung entfernt? Auf der JAX 2019 bringt uns Michael Marthaler auf den neuesten Stand. Wir haben ihn vorab um einige Einblicke gebeten.

JAXenter: Wir wollen uns ein wenig über die Computer-Quantentechnologie unterhalten. Vielleicht zu Beginn eine kleine Auffrischung: Was ist das wirklich Neue und Spannende an Quantencomputern?

Quantencomputer haben für spezielle Probleme mehr Rechenleistung als alle existierenden Computer zusammen.

Michael Marthaler: Quantencomputer haben für spezielle Probleme mehr Rechenleistung als alle existierenden Computer zusammengenommen. Das eröffnet zahlreiche neue Möglichkeiten. Allerdings muss man wirklich immer darauf achten, dass es sich wirklich nur um spezielle Probleme handelt. Die Klassiker in diesem Bereich sind die Primfaktorzerlegung, ein Problem, das in der Kryptographie von hoher Relevanz ist, und die quantenmechanische Simulation von Materialien und Molekülen.

Bei Optimierungsproblemen kann auch ein Geschwindigkeitsgewinn erzielt werden. Der fällt aber etwas magerer aus als die bei der Kryptographie und der Simulation. Im Bereich der Künstlichen Intelligenz  werden auch viele Ideen verfolgt, wie man Quantencomputer einsetzen kann. Allerdings sind in diesem Bereich die Konzepte und Algorithmen noch nicht ganz ausgefeilt.

 

Treffen Sie Michael Marthaler live auf der JAX 2019:

Der Quantencomputer auf dem Weg vom Labor in die Anwendung

Der universelle Quantencomputer verspricht ein hohes Anwendungspotenzial im Bereich der Kryptografie, der selbst lernenden Verfahren und der Quantensimulation. Ein Quantencomputer kann potenziell Probleme lösen, die mit keinem anderen Verfahren lösbar sind. Erste Quantencomputer können bereits heute wie in herkömmlichen Cloud-Computing-Verfahren verwendet werden. Die größte Hürde zur Realisierung eines Quantencomputers ist momentan die hohe Anzahl an Qubits, die zur Fehlerkorrektur gebraucht werden. In dem Vortrag gebe ich einen Ausblick auf die vielfältigen neuen Möglichkeiten und diskutiere den momentanen Stand der Technik.

Dienstag, 7. Mai, 11:45 bis 12:45

Quantencomputer heute

JAXenter: Wie ist aktuell der Stand der Technik? Sind wir noch weit davon entfernt, dass Quantencomputer breitflächig eingesetzt werden können?

Man kann Quantencomputer wie eine Art Beschleuniger, ähnlich wie GPUs, in Anwendungen einbinden.

Michael Marthaler: In den nächsten 2-3 Jahren sind ausschließlich Nischenanwendungen im Bereich Quantencomputing denkbar, insbesondere die Quantenmechanische Simulation von Materialien. Und auch in ca. 5 Jahren ist nicht absehbar, ob Quantencomputer breitflächig eingesetzt werden können.

Man mus dazu sagen, dass Quantencomputer schon heute in einer Art Cloud-Verfahren benutzbar sind, was die Einbindung von Quatencomputern bei spezifischen Problemen massiv vereinfacht. Es ist nicht notwendig, dass jemand einen eigenen Quantencomputer kauft. Man kann Quantencomputer wie eine Art Beschleuniger, ähnlich wie z.B. GPUs, in verschiedenen Anwendungen einbinden. Dies macht potentiell die massenhafte Verbreitung von Quantencomputing-Anwendungen einfacher, als dies bei herkömmlichen Computern der Fall. Nichtsdestotrotz wird es wohl noch 10 Jahre oder mehr dauern, bis Quantencomputer breit eingesetzt werden.

JAXenter: Wo liegen momentan die größten Herausforderungen bei der Realisierung eines Quantencomputers?

Michael Marthaler: Quantencomputer sind intrinsisch fehleranfällig. Momentan ist es so, dass jede Operation mit einer gewissen Fehlerwahrscheinlichkeit durchgeführt wird. Dieses Problem wird in Zukunft durch Hardware-Fehlerkorrekturen behoben werden, aber es ist noch ein weiter Weg, bis dies möglich ist. In absehbarer Zukunft müssen alle Anwendungen eine signifikante Fehlertoleranz aufweisen.

JAXenter: Wofür sind Quantencomputer nicht wirklich gut geeignet?

Prinzipiell kann ein Quantencomputer alles, was ein normaler Computer kann, aber auch mehr.

Michael Marthaler: Prinzipiell kann ein Quantencomputer alles, was ein normaler Computer kann, aber auch mehr. Allerdings muss man natürlich sehen, dass die existierende Computertechnologie deutlich günstiger und fortgeschrittener ist als Quantencomputer. Und dies wird auch lange so bleiben.

Dementsprechend ergibt es keinen Sinn, einen Quantencomputer einzusetzen, solange es keinen fundamentalen Vorteil hat – wie es für die Anwendungen, die wir vorher diskutiert haben, der Fall ist.

JAXenter: Der Titel deiner JAX-Session lautet Der Quantencomputer auf dem Weg vom Labor in die Anwendung. Was ist die Kernbotschaft, die du jedem mit auf den Weg geben möchtest?

Michael Marthaler: Quantencomputing ist ein sehr interessantes und faszinierendes Thema, aber man sollte die zeitliche Entwicklung einer solchen Technologie auch realistisch einschätzen.

JAXenter: Vielen Dank für dieses Interview!

Michael Marthaler arbeitetet seit zehn Jahren am Karlsruher Institut für Technologie im Bereich der Quanteninformation mit dem Schwerpunkt supraleitende Qubits. Dort leitet er eine Forschungsgruppe am Institut für theoretische Festkörperphysik. Momentan arbeitet er auch an Anwendungsmöglichkeiten für nicht universelle Quantencomputer an der Universität des Saarlandes in der Gruppe von Frank Wilhelm-Mauch.
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Hartmut Schlosser
Hartmut Schlosser
Content-Stratege, IT-Redakteur, Storyteller – als Online-Teamlead bei S&S Media ist Hartmut Schlosser immer auf der Suche nach der Geschichte hinter der News. SEO und KPIs isst er zum Frühstück. Satt machen ihn kreative Aktionen, die den Leser bewegen. @hschlosser
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