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Definition Was ist ein Quantenspeicher?

Von andi_dd 2 min Lesedauer

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Mit Quantenspeichern gibt es eine attraktive Alternative zu konventionellen Speichern. Ein wesentlicher Vorteil besteht in der Abhör- und Manipulationssicherheit. In der Praxis existieren jedoch diverse Herausforderungen der technischen Umsetzbarkeit.

Grundlagenwissen zum IT-Business(Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)
Grundlagenwissen zum IT-Business
(Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)

Ein Quantenspeicher beruht auf den Gesetzen der Quantenmechanik und den Quantenzuständen von Teilchen wie Atomen und Photonen. Im Vergleich zu gewöhnlichen Computerspeichern kennt er nicht nur die binären Zustände "0" und "1", er speichert auch zahlreiche Zwischenformen ab. Das erhöht die Flexibilität. Die Recheninformationen finden sich in fragilen Überlagerungen der Basiszustände, die zum Beispiel bei einem Hackerangriff zerfallen. Auch aus sicherheitstechnischen Gründen zahlt sich die Nutzung der Quantenmechanik aus. Hierbei gilt dasselbe wie bei der Entwicklung von Quantenprozessoren: Aktuell versuchen Forscher, die praktischen Probleme bei der Umsetzung zu lösen.

Quantenspeicher: Das sind die Vorteile

Ob Quantenspeicher oder Quantenprozessor: Beide Komponenten weisen im Vergleich zu herkömmlicher Technik relevante Vorzüge auf. An erster Stelle verdient die Datensicherheit Erwähnung. Quantentechnologie ist gegenüber Angriffen von außen geschützt. Niemand kann Daten auslesen oder manipulieren.

Zudem überzeugen Quantenspeicher sowie Quantenprozessoren mit ihren Leistungsdaten. Mit entsprechenden Komponenten lassen sich komplexe mathematische oder physikalische Aufgaben lösen. Speicher auf Quantenbasis weisen große Speicherkapazitäten auf und verbrauchen zugleich wenig Energie: In puncto Energieeffizienz schneiden sie hervorragend ab.

Mögliche Einsatzbereiche von Quantenspeichern

Quantentechnologie eignet sich überall dort, wo die Datensicherheit eine herausragende Rolle spielt. Das trifft unter anderem auf Netzwerke und Kommunikation zu. So können Quantenspeicher bei der Kommunikation über längere Distanzen wertvolle Dienste leisten, sie übernehmen die Funktion eines Zwischenspeichers. Wissenschaftler sehen zusätzlich ein großes Potenzial für Kreditkarten, Ausweise und ähnliches.

In Kombination mit Quantenprozessoren kommen Quantenspeicher auch für komplexe Simulationen infrage. Mit dieser Technologie lassen sich zum Beispiel Verkehrsströme oder die Wechselwirkungen von Inhaltsstoffen in Medikamenten simulieren. Für das effektive Suchen in riesigen Datenbanken empfiehlt sich dieser technologische Ansatz ebenfalls.

Quantenspeicher und Quantencomputer: Trends und Herausforderungen

Regierungen, Forschungseinrichtungen und IT-Konzerne investieren erhebliche Summen, um Quantenspeicher und Quantenprozessoren zu entwickeln. Diverse praktische Probleme stellen eine Hürde dar. So weisen aktuelle Modelle eine zu hohe Fehleranfälligkeit auf. Forscher müssen auch einen existierenden Widerspruch auflösen: Diese Komponenten benötigen einen weitgehenden Schutz vor Umwelteinflüssen wie Lichtteilchen, andererseits erfordern Einsatzbereiche wie Kreditkarten den unmittelbaren Austausch mit der Umwelt. In vielen Feldern mangelt es noch an der Alltagstauglichkeit. In anderen Segmenten wie der Arbeit unter Laborbedingungen kommen Quantenspeicher bereits zum Einsatz.

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