Was sind Quantencomputer: Von den Errungenschaften des Jahres 2025 bis zur großen Zukunft

• Was sind Quantencomputer: einfach erklärt
• Technologische Revolution: Wo Quantencomputer eingesetzt werden
  • Pharmazeutik und Medizin – Entwicklung innovativer Medikamente
  • Finanzsektor – Vorhersage von Ausfällen und Bekämpfung von Geldwäsche
  • Automobilindustrie – Optimierung von Sensoren und Erstellung von Batterien
  • Energie und Ökologie – der erste Quantencomputer im Nahen Osten für die Industrie
• Die Zukunft des Quantencomputings: Prognosen für 2026-2030

Intelligente Maschinen, die eine künstliche Realität geschaffen haben, um die Menschheit zu unterwerfen und Energie aus ihr zu gewinnen – das ist nicht nur die Beschreibung einer Kultfilmreihe wie „Matrix“, sondern auch eine theoretische Zukunft. Die Datenmengen wachsen in unglaublichem Tempo, die künstliche Intelligenz benötigt immer mehr Ressourcen, und Quantencomputer können helfen, all dies zu bewältigen. Obwohl wir keine Physiker sind, verstehen wir den Einfluss dieser Rechenmaschinen auf verschiedene Technologien. Außerdem ist es immer interessant, mehr über Geräte zu erfahren, die nach Regeln arbeiten, die unserer alltäglichen Logik widersprechen.

Was sind Quantencomputer: einfach erklärt

Um solche leistungsstarken Rechenmaschinen zu verstehen, ist es sinnvoll, zunächst das Funktionsprinzip gewöhnlicher Geräte wie Smartphones oder Laptops zu betrachten. Diese arbeiten auf der Basis eines klassischen Bits – der kleinsten Informationseinheit in der Informatik, die einen binären Zustand mit zwei Werten darstellt: 0 oder 1. Und das ist ein wichtiger Punkt – es kann entweder 0 oder 1 sein, das Dritte gibt es nicht. 

Im Gegensatz dazu basiert ein Quantencomputer auf einem Qubit, das in einer Überlagerung von Zuständen existieren kann. Das bedeutet, es kann gleichzeitig sowohl 0 als auch 1 sein. Es ist wie eine Münze, die schnell auf dem Tisch rotiert, und somit sowohl „Kopf“ als auch „Zahl“ gleichzeitig ist.

Wenn es schwer zu verstehen ist, dann genügt es, sich ein Labyrinth mit zwei Spielern vorzustellen, wobei in unserem Fall der klassische und der Quantencomputer die Spieler sind. Der erste wählt einfach einen Weg und geht diesen, bis er auf eine Sackgasse stößt, dann kehrt er zurück oder sucht nach anderen Wegen. Er tut dies relativ schnell, aber dennoch schrittweise, also Weg → Überprüfung → anderer Weg → Überprüfung und so weiter. Der zweite Spieler ist etwas wie ein Nebel, der einfach dieses Labyrinth ausfüllt und sofort den Ausgang findet.

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Technologische Revolution: Wo Quantencomputer eingesetzt werden

Sie könnten denken: „Wow, tolles Gerät, ich sollte es anstelle meines alten Gaming-PCs kaufen, damit ich Cyberpunk 2077 oder Microsoft Flight Simulator auf maximalen Einstellungen spielen kann, oder 3ds Max oder Adobe Premiere Pro mit den schwierigsten Projekten.“ Aber das macht weder Sinn noch ist es möglich.

Für die meisten Unternehmen liegt der reale Entwicklungsweg nicht in Quantenprozessoren im Wert von Millionen Dollar, sondern in der Optimierung der bestehenden Infrastruktur: einem schnellen dedizierten Server oder einem korrekt konfigurierten, zuverlässigen Hosting, das auf steigende Lasten vorbereitet ist.

Ein Quantenprozessor arbeitet bei Temperaturen, die nahe dem absoluten Nullpunkt liegen – -273,15°C, was kälter ist als der offene Weltraum. Das bedeutet, dass er kryogene Anlagen benötigt, die etwa so groß wie ein Raum sind. Und schließlich ein kleines Detail – die Kosten für einen Quantencomputer beginnen bei 10-15 Millionen Dollar, und für seine Wartung ist ein Team von Physikern erforderlich.

Lasst uns also besser untersuchen, wo Quantencomputer tatsächlich eingesetzt werden und welchen Nutzen sie bereits gebracht haben.

Pharmazeutik und Medizin – Entwicklung innovativer Medikamente

Der traditionelle Prozess der Entwicklung eines neuen Medikaments dauert 10-15 Jahre, und die Kosten belaufen sich auf 1,3-4 Milliarden Dollar. Aber nur ein kleiner Teil der vielversprechenden Verbindungen erweist sich tatsächlich als erfolgreich. Zum Beispiel wurde 2021 auf der Website des Congressional Budget Office der USA ein detaillierter Bericht über Forschung und Entwicklung in der Pharmaindustrie veröffentlicht, in dem gesagt wird, dass etwa 88% der Medikamente nach klinischen Studien keine Genehmigung erhalten. Und der Hauptgrund dafür ist die Unfähigkeit klassischer Computer, quantenmechanische Wechselwirkungen zwischen Arzneimolekülen und Proteinen im menschlichen Körper genau zu modellieren.

Ein anschauliches Beispiel für den Nutzen von Quantencomputern in der Medizin ist die Zusammenarbeit von Moderna und IBM. Bereits 2023 wurde auf der Website von IBM eine Nachricht veröffentlicht, dass das amerikanische Unternehmen Moderna in die Entwicklung von Quantencomputing investiert und deren Anwendung in der Entwicklung zukünftiger mRNA-Medikamente erforscht. Und am 17. Juli 2025 wurde ein Bericht veröffentlicht, dass IBM und Moderna die Fähigkeit von Quantencomputern demonstriert haben, sekundäre Strukturen von mRNA für Sequenzen vorherzusagen, deren Komplexität zuvor ein Hindernis darstellte. Dies wird den Entwurfsprozess neuer Impfstoffe und Krebstherapien beschleunigen, da instabile Moleküle bereits vor teuren Labor-Synthesen aussortiert werden können.

Ein weiteres Problem ist die Auswahl der richtigen Katalysatoren und Bedingungen für die Suzuki-Miyaura-Reaktion, die es ermöglicht, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen zu erzeugen. Oft geschieht dies durch herkömmliche Experimente, da die genaue Modellierung der Übergangszustände von Molekülen die Berechnung der elektronischen Korrelation erfordert, was selbst Supercomputer nicht bewältigen können. Hier hat das Unternehmen IonQ zusammen mit AstraZeneca, Amazon Web Services (AWS) und NVIDIA einen Prozess für die quantenmechanische Modellierung dieser Reaktion mithilfe des IonQ Forte-Prozessors entwickelt. Laut Daten von Yahoo Finance hat dieser Prozess die Entwicklungszeit für die Modellierung katalytischer Reaktionen um mehr als das 20-fache verkürzt, von mehreren Monaten auf nur wenige Tage. Und das ist wirklich ein wichtiger Fortschritt im Jahr 2025, da es ermöglicht, komplexe Probleme zu lösen und die Geschwindigkeit und Effizienz der Medikamentenentwicklung zu erhöhen.

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Finanzsektor – Vorhersage von Ausfällen und Bekämpfung von Geldwäsche

Eines der größten Risiken für eine Bank ist die plötzliche Verschlechterung der Kreditwürdigkeit eines Kreditnehmers. Jeder solche Rückgang, insbesondere wenn es sich um den Übergang eines Unternehmens von der Kategorie „Investitions-“ zu „Spekulations-“ handelt, führt zu einer Notwendigkeit, die Kapitalreserven zu erhöhen und Verluste zu erleiden. Und klassische Modelle des maschinellen Lernens, selbst unter Berücksichtigung ihrer ständigen Verbesserung, übersehen oft schwache Signale in frühen Phasen, was zu einer verspäteten Reaktion führt.

Im Jahr 2021 hat Crédit Agricole CIB Kräfte gebündelt mit Pasqal und Multiverse Computing, um Quantenneuronale Netze zu implementieren. Über 1,5 Jahre dauerte das Experiment, in dem Quantenalgorithmen auf historischen Daten trainiert wurden, um nichtlineare Korrelationen zu identifizieren, die in der Vergangenheit Ausfällen vorausgingen, aber für klassische Algorithmen unsichtbar waren. Und im Jahr 2023 veröffentlichte das Pressezentrum von Crédit Agricole CIB eine Nachricht, dass das Experiment erfolgreich abgeschlossen wurde und zeigte, dass quantenbasierte Modelle Rückstufungen mit höherer Genauigkeit und geringeren Anforderungen an die Menge der Trainingsdaten vorhersagen können als klassische Analogien. Dies ermöglicht es der Bank, das Kreditportfolio rechtzeitig anzupassen und milliardenschwere Verluste zu vermeiden.

Automobilindustrie – Optimierung von Sensoren und Erstellung von Batterien

Im Jahr 2021 wurden Ergebnisse des Quantencomputing-Wettbewerbs der BMW Group und Amazon Web Services (AWS) veröffentlicht, bei dem es darum ging, eine Lösung für die Platzierung von Sensoren im Auto zu finden, um die Umgebung in 360 Grad zu „sehen“ und sicher zu navigieren. 

Der Gewinner war das Unternehmen Quantum Computing Inc. (QCI), das die Technologie der entropischen Quantenberechnungen anwendete. Das Team modellierte ein Problem mit 3854 Variablen und über 500 Einschränkungen. So konnte eine optimale Konfiguration von 15 Sensoren gefunden werden, die 96% der Abdeckung eines autonomen Fahrzeugs gewährleistet. Die Suche dauerte nur 6 Minuten, während frühere Lösungen auf Basis klassischer oder hybrider Algorithmen Stunden benötigten oder weniger präzise Ergebnisse lieferten.

Energie und Ökologie – der erste Quantencomputer im Nahen Osten für die Industrie

Bereits am 20. Mai 2024 wurde auf der Website von Pasqal eine Nachricht veröffentlicht, dass Aramco einen Vertrag mit Pasqal unterzeichnet hat, um den ersten Quantencomputer im Königreich Saudi-Arabien zu implementieren. Das Unternehmen hielt sein Wort, und im November 2025 wurde bereits ein weiterer Bericht über die Implementierung des Pasqal-Quantencomputers veröffentlicht, der auf der Technologie neutraler Atome basiert, im Datenverarbeitungszentrum von Aramco in Dhahran.

Eine der wichtigen Aufgaben ist das effiziente Management von Ölfeldern, das ein genaues Verständnis erfordert, wie Flüssigkeiten (Öl, Wasser, Gas) durch poröse Gesteine unter enormem Druck fließen. Die kritische Bedeutung ergibt sich daraus, dass Fehler in der Modellierung zu ineffizientem Bohren und dem Verbleib erheblicher Ressourcen im Untergrund führen. Und die installierte 200-Qubit-Maschine auf neutralen Atomen zielt genau darauf ab, Aufgaben der Flussmodellierung und Bohroptimierung mit neuer Effizienz zu lösen.

Die Zukunft des Quantencomputings: Prognosen für 2026-2030

Wir haben bereits verstanden, was Quantencomputer sind und wo sie eingesetzt werden. Und im Laufe des Jahres 2025, sowie in den letzten 5 Jahren, sind viele Fälle der Integration von Quantenprozessoren in verschiedene Lebensbereiche entstanden. Daher stellt sich die logische Frage – was wird in Zukunft mit ihnen geschehen. Und hier ist sofort zu bemerken, dass alle letzten Nachrichten auf den Übergang von theoretischen Diskussionen, Laborexperimenten und Einzelanwendungen hinweisen, über die mehr gesprochen wird als gezeigt, zu konkreteren, praktischen, kommerziellen Anwendungen.

Insgesamt sollten die folgenden Entwicklungsrichtungen für Quantencomputer in den nächsten 5 Jahren hervorgehoben werden:

• Erhöhung der Anzahl der Qubits. Wir sehen bereits, wie IBM Systeme mit immer mehr Qubits entwickelt, was durchaus logisch ist, da dies direkt die Fähigkeit beeinflusst, komplexe Probleme zu lösen. Und natürlich wird dieser Trend anhalten, wodurch die Chancen auf das Erreichen eines „Quantenvorteils“ steigen.
• Lösung des Kühlproblems. Dies ist eine sehr wichtige Frage, insbesondere da die Skalierung von Systemen enorme kryogene Anlagen erfordert. Das bedeutet, je mehr Qubits, desto schwieriger wird es, die Wärme von der Steuerungselektronik abzuleiten. Und bereits jetzt suchen führende Unternehmen nach Lösungen, beispielsweise in der Photonik und in Silizium-Qubits, die bei höheren Temperaturen arbeiten können.
• Reduzierung der Fehlerquote. Neben den Kühlproblemen ist die hohe Fehlerquote ein großes Problem. Daher werden Unternehmen in den nächsten 5 Jahren diesem Aspekt besondere Aufmerksamkeit widmen und versuchen, die Berechnungen zuverlässiger zu machen, auch wenn vollwertige fehlertolerante Systeme noch nicht perfekt sein werden.
• Erweiterung kommerzieller Anwendungen. Theorie ist gut, aber Geld ist besser. Wir sehen bereits Anwendungen von Quantencomputing in der Logistik (der Einsatz des HONE-Motors hat die Arbeit des Terminals Pier 300 optimiert), in der Pharmazeutik (die gleiche quantenmechanische Simulation der sekundären Struktur von mRNA), in den Finanzen (Vorhersage von Ausfällen mit Prozessoren auf neutralen Atomen). Daher kann man annehmen, dass in den nächsten 5 Jahren Quantenalgorithmen autonome Flotten von Lastwagen und Drohnen steuern, die Wechselwirkungen von Medikamenten mit Proteinen im Körper auf atomarer Ebene modellieren, zum Standard für das Management von Vermögensportfolios in Echtzeit werden und Betrug aufdecken.
• Hybrides Rechnen. Trotz aller Vorteile von Quantencomputern sollte man die klassischen Geräte nicht vergessen. Und das realistischste Szenario ist nicht die Ablösung von Quantencomputern, sondern ihr Tandem mit klassischen Supercomputern (es ist erstaunlich zu verstehen, wie schnell sich die Menschheit entwickelt, dass wir Supercomputer bereits als Klassiker betrachten).
• Änderung der Kryptographie. In den nächsten 5 Jahren werden wahrscheinlich keine universellen Quantencomputer erscheinen, die in der Lage sind, moderne kryptographische Algorithmen zu knacken. Es könnte jedoch bereits ein aktiver Übergang von Regierungen und großen Unternehmen zur post-quanten Kryptographie (PQC) beginnen. Dies wird es den Systemen ermöglichen, selbst gegen Angriffe von Quantencomputern in der fernen Zukunft widerstandsfähig zu werden.

Und auch die Ukrainer haben einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung von Technologien. Obwohl Quantencomputer oft mit Giganten wie IBM oder Google assoziiert werden, leisten ukrainische Ingenieure und Wissenschaftler einen bedeutenden Beitrag zu dieser Industrie. Zum Beispiel präsentierten Maxim Sich und Andriy Yamshanov (Mitbegründer des britischen Unternehmens Aegiq) im Jahr 2025 der Welt ihren eigenen Quantencomputer Artemis, der photonische Technologien anstelle von Supraleitern verwendet, was es ermöglicht, ohne sperrige Kühlsysteme zu arbeiten.

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Jetzt verstehen Sie also, dass Quantenberechnungen nicht mehr eine Technologie der fernen Zukunft sind. Sie werden bereits angewendet, und in den kommenden Jahren wird sich dieser Trend nur beschleunigen. Der Hauptfokus wird sich von theoretischen Errungenschaften hin zu zuverlässigen, wenn auch spezialisierten Systemen verlagern, die spürbare kommerzielle Vorteile für Benutzer in engen Bereichen bieten können. Und wenn es gelingt, Lösungen für die Probleme mit Fehlern und Kühlung zu finden, werden sie ein echtes Werkzeug im Arsenal hochentwickelter Unternehmen werden.