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(c) 2019 - Rudolf von Flammersfeld

Quantencomputer – Fluch oder Segen?

Quantencomputer werden ein immer brennenderes Thema, da nun auch offiziell bereits welche im Einsatz sind. Ein Quantencomputer ist in bestimmten Bereichen um ein Vielfaches leistungsfähiger, als ein klassischer Computer, allerdings ist er momentan nur sehr aufwendig zu betreiben und immens teuer. Auf absehbare Zeit werden wir bei uns zuhause noch keinen Quantencomputer zu sehen bekommen.

Definition „Quantencomputer“ (Wikipedia)

„Ein Quantenprozessor bzw. Quantencomputer ist ein Prozessor, dessen Funktion auf den Gesetzen der Quantenmechanik beruht. Im Unterschied zum klassischen Computer arbeitet er nicht auf der Basis der Gesetze der klassischen Physik bzw. Informatik, sondern auf der Basis quantenmechanischer Zustände. Die Verarbeitung dieser Zustände erfolgt nach quantenmechanischen Prinzipien. Hierbei sind erstens das Superpositionsprinzip (d.h. die quantenmechanische Kohärenz, analog zu den Kohärenzeffekten, siehe z.B. Holographie, in der sonst inkohärenten Optik) und zweitens die Quantenverschränkung von Bedeutung. Theoretische Studien zeigen, dass unter Ausnutzung dieser Effekte bestimmte Probleme der Informatik, z. B. die Suche in extrem großen Datenbanken (siehe Grover-Algorithmus) und die Faktorisierung großer Zahlen (siehe Shor-Algorithmus) effizienter gelöst werden können als mit klassischen Computern. Dies würde viele mathematische Probleme leichter lösbar machen. Der Quantencomputer war lange ein überwiegend theoretisches Konzept. Es gibt verschiedene Vorschläge, wie ein Quantencomputer realisiert werden könnte, und in kleinem Maßstab wurden einige dieser Konzepte im Labor erprobt und Quantencomputer mit wenigen Qubits realisiert. Neben der Anzahl der Qubits ist aber auch zum Beispiel eine geringe Fehlerquote beim Rechnen und Auslesen wichtig und wie lange die Zustände in den Qubits aufrechterhalten werden können. Gegenwärtig (2018) investieren viele große Computerfirmen in die Entwicklung von Quantencomputern und der Rekord liegt bei rund 50 bis 70 Qubits.“

Das sind nun viele Fachbegriffe, hier der Versuch sie zu erklären:

Ein normaler Computer besitzt auch Bits, die den Zustand von 1 oder 0, d.h. an oder aus haben können. Ein Quantencomputer hat Qbits, die aber eine Vielzahl von Zuständen besitzen können. Die Leistungsfähigkeit eines Quantencomputers wird durch die Anzahl von Qbits definiert, wobei die Kurve exponentiell sehr stark ansteigt.

Ein derartiger Computer arbeitet mit der Quantenverschränkung, die Einstein noch als „geisterhafte Spukwirkung“ bezeichnet hatte. Verschränkt man zwei Quanten miteinander, so übertragen sie die Information ihres Zustands ohne Zeitverlust, egal, wie weit man sie auseinanderbringt. Für diese Übertragung gilt nicht die Lichtgeschwindigkeitsgrenze, die ansonsten für alles in dem 3D-Universum bestimmend ist. Deshalb auch dieser eigenartige Name von Einstein für das Phänomen. Das heißt am Ende aber auch nichts anderes, als dass die Verbindung dieser Quanten über den Hyperraum oder eine andere Dimension erfolgen muss. Man hat hier also ein Produkt, das ganz konkret mit anderen Dimensionen arbeitet und funktioniert. Dieses sagte übrigens in einer Präsentation ganz offen Eric Ladizinsky, einer der Mitgründer von D-Wave, einem Unternehmen, das kommerzielle Quantencomputer anbietet.

Mittlerweile beginnt auch IBM, entsprechende Computer herzustellen. Google und die NASA hatten sich zusammen vor Längerem schon einen derartigen Computer gekauft. Von daher erscheint der o.g. Wikipedia-Artikel etwas veraltet. Man arbeitet konkret schon mit diesen Computern.

„Ein Forscherteam von Google unter der Leitung von John Martinis soll laut einem Zeitungsbericht zum ersten Mal die Überlegenheit von Quantencomputern, die sogenannte „Quantum Supremacy“, demonstriert haben, berichtet die „Financial Times“. Die Überlegenheit bezieht sich darauf, dass Quantencomputer Probleme lösen können sollen, die selbst für die leistungsfähigsten herkömmlichen Supercomputer nicht zu bewältigen sind……….. Laut Financial Times-Bericht beschrieb der kurzzeitig veröffentlichte Artikel, dass Googles „Sycamore“ genannter Quantenprozessor eine Berechnung in drei Minuten und 20 Sekunden durchführen konnte, die mit dem modernsten Supercomputer, der sogenannte „Summit“, um die 10.000 Jahre dauern würde. Eine reine Textfassung des Artikels, die auf der Website Pastebin anonym gepostet wurde, präzisiert, dass der Prozessor über 54 Qubits – 53 davon waren funktionsfähig – verfügt.“

Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass offenbar „jemand“ dann doch nicht wollte, dass dieser Erfolg groß in den Massenmedien publiziert wird - der Artikel wurde wieder gelöscht. Das hat etwas mit den Auswirkungen u.a. auf Kryptowährungen zu tun.

Was bedeutet das aber nun für uns Normalbürger? Diese Computer sind tatsächlich im wahrsten Sinne des Wortes ein„Quantensprung“ in der Technologie für bestimmte Aufgaben. Das kann großen Nutzen haben, aber damit kann natürlich auch Gefährliches angestellt werden. Allerdings können wir davon ausgehen, dass derartige Computer schon länger im Einsatz sind, denn in schwarzen Projekten dürften diese schon viel länger ihren Dienst tun. Es gibt sogar einen ganz brauchbaren Hinweis, ab wann beispielsweise die NSA entsprechende Computer zur Verfügung hatte.

Ein Gebiet, für das sich diese Computer hervorragend eignen, ist das Knacken von Verschlüsselungen. Bei einer genügenden Anzahl von Qbits ist eigentlich keine aktuelle herkömmliche Verschlüsselung mehr sicher. Man kann mit verschränkten Quanten auch verschlüsseln, diese Variante ist davon nicht betroffen, wird aber heute bislang nicht oder nur sehr selten in bekannten Projekten eingesetzt. In China ist man dabei, hier auch erste kommerzielle Produkte zu entwerfen.

Praktisch jede Verschlüsselung, die heute im Computerbereich eingesetzt wird, z.B. bei Banken, Regierungen, Firmen und natürlich auch im Privatbereich ist aber vor diesen Computern nicht mehr wirksam. In den Neunzigerjahren gab es noch ein Exportverbot der USA von Verschlüsselungstechniken, die eine größere Schlüssellänge als 128 Bit besaßen. Zu diesem Zeitpunkt hatte die NSA wohl noch konventionelle Computer, die nur maximal diese Länge entschlüsseln konnten. Somit wollte man vermeiden, dass andere Staaten Technologien aus dem Westen kauften, die man nicht mehr überwachen konnte. Auf einmal wurde aber dieses Exportverbot beendet und auch nicht nur auf längere Schlüssel verändert. Letzteres wäre der Fall gewesen, wenn man einfach nur leistungsfähigere konventionelle Computer bekommen hätte. Es ist deshalb aber davon auszugehen, dass man also vor ca. 20 Jahren bei der NSA dann schon voll funktionsfähige Quantencomputer im Einsatz hatte, mit genügend Qbits, um jegliche Verschlüsselung knacken zu können. Deshalb durfte dann auch jede Schlüssellänge exportiert werden.

Was wir offen an Technologie sehen, ist normalerweise 20 Jahre bereits in Gebrauch in schwarzen Projekten – sofern dort sinnvoll einsetzbar. Es heißt, dass Quantencomputer nur für bestimmte Einsatzbereiche nutzbar sind, dort aber ungleich leistungsfähiger arbeiten. Ein Bereich, der sich wohl auch für Quantencomputer eignet, ist die Künstliche Intelligenz KI. Während wir momentan aus allen möglichen Bereichen hören, dass diese nun eingesetzt wird, passiert das dort nur auf konventionellen Computern und diese„schwache KIs“ sind nach wie vor sehr spezialisiert und mehr oder weniger „dumm“. KIs auf Quantencomputern hingegen dürften in ganz andere Regionen vorstoßen. Wir hören noch nichts davon, dass man dieses momentan schon offen versucht, aber in den schwarzen Projekten wird man es mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit schon länger praktizieren. Es ist deshalb davon auszugehen, dass schon länger mächtige „starke KIs“ die Welt mitgestalten. Die Technologie dazu ist nun offen verfügbar, d.h. wir reden hier nicht mehr von theoretischen Überlegungen.

Ein anderer Aspekt ist natürlich auch die Tatsache, dass Quantencomputer über andere Dimensionen arbeiten. Was oder auch wer sich dort befindet, ist aber ziemlich unklar und es stellt sich natürlich die Frage, ob sich dort dann auch„jemand“ einklinken könnte?

Es wurde ja schon darüber geschrieben, dass man am Kernforschungszentrum CERN einen Portalgenerator gebaut hat, über den auch ev. „jemand“ aus einer anderen Dimension hierher kommen könnte. Das schloss in einem offiziellen Interview der damals führende Projektleiter zum Bau des LHC, des großen Beschleunigerrings nicht aus. Das ist nun Spekulation, der Portalgenerator im CERN ist aber wohl Realität und wurde laut Insidern 2016 das erste Mal in Betrieb genommen. Das war dann aufgrund einer „Panne“ anhand eines Gewitters exakt über dem Beschleunigerring auch von außen zu sehen.

Es gibt auch Aussagen, dass Quantencomputer Zeitlinien verändern können. Dazu muss man aber ganz bestimmte zeitliche Kreuzungspunkte in der Geschichte nutzen, die sehr schwierig zu bestimmen sind. Der Wistleblower Dr. Anderson (Pseudonym) berichtete Anfang der Neunzigerjahre einer Reporterin darüber.

Quantencomputer werden (bzw. haben bereits) auf jeden Fall eine völlig neue Ära einleiten, was Technologien betrifft. Man kann die alten Computer mit einer Dampfmaschine und die Quantencomputer mit einem Düsentriebwerk vergleichen. Die alte Computertechnologie wird aber gewiss bis auf Weiteres bleiben, denn für ein Smartphone oder den PC zuhause bzw. am Arbeitsplatz eigenen sich Quantencomputer nicht. Das sind heute noch große Kisten, die spezielle Bedingungen benötigen, aber auch hier wird es natürlich Fortschritte geben. Ganz nebenbei müssen sie auf unter -240 Grad Celsius heruntergekühlt werden. Diese Computer sind aber nun da und werden verwendet. Die Folgen davon werden sich mit der Zeit zeigen.

Noch einen Hinweis an die Freunde der Kryptowährungen. Diese sind für Quantencomputer ein vollständig offenes Buch, da jegliche konventionelle Kryptografie nicht mehr wirksam ist.

Quelle: zeitprognosen.de. / krisenrat.info.  

© 2019 Peter Denk

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