Was ist ein Quantencomputer? Wer die Antwort auf diese Frage verstehen will, der muss zumindest grob verstehen, wie ein normaler Computer funktioniert.
Ein Computer rechnet mit Binärzahlen. In diesem Zahlensystem existieren nur 1 und 0. 1000 entspricht beispielsweise der Zahl 8 im Dezimalsystem. Diese Einsen und Nullen ensprechen praktischerweise den Zuständen eines elektrischen Schalters, wie wir ihn täglich benutzen, zum Beispiel um das Licht an- oder auszuschalten. Ein Schalter wird Bit genannt.
Ein Prozessor (also das Kernstück eines Computers, die Recheneinheit) ist nichts anderes, als eine schier endlos lange Kette von diesen Schaltern. Dadurch, dass an den Schaltern entweder Strom anliegt oder eben nicht, repräsentieren sie eine 1 oder eine 0.
Zwischen Quantencomputer und klassischen Modellen gibt es zwei große Unterschiede. Zum einen: Der Quantencomputer arbeitet mit den Zuständen von Atomen. Ein Bit ist also nicht mikroskopisch klein, es ist viel winziger. Kohlenstoffatome sind beispielsweise unter 0,2 nm klein, allein der Abstand innerhalb von klassischen Transistoren ist um die 10nm groß.
Der große Unterschied zwischen Quantencomputern und den klassischen Modellen ist der weitere Zustand, den ein Quantencomputer-Bit (Qubit) einnehmen kann. Abgesehen von 1 und 0 kennt der Quantencomputer auch noch die sogenannte Superposition. Dieser Zwischenzustand erweitert die Rechenmöglichkeiten des Rechners enorm und ermöglicht (vielleicht) Berechnungen, die bisher undenkbar sind.
Unzweifelhaft ist, dass Quanten-Computing funktioniert. Bei IBM kann jeder Interessierte einen Quantencomputer benutzen, der allerdings nur über 5 Qubits verfügt. Viel unklarer ist, inwiefern uns (im Sinne der Menschheit) das weiterbringt. Ob ein Quantencomputer die Probleme (komplexe mathematische Berechnungen wie zum Beispiel die Produktzerlegung großer Zahlen) lösen kann, von denen angenommen wird, dass er es könnte; das wissen wir noch nicht.
