Big Data in der Quantenmechanik: Wie ein Dutzend Elektronen eine Festplatte füllt

Prof. Dr. Titus Neupert, Universität Zürich

Ohne ein Verständnis von Quantenphysik könnten wir kein Smartphone und keinen Computer bauen. Sie beherrscht das Verhalten von Elektronen und Atomen in Halbleitern und Metallen, ist aber beispielsweise auch entscheidend um die Wirkung von Medikamenten zu verstehen. Solche Systeme quantenmechanisch zu simulieren ist eine enorme Herausforderung, die die Rechenleistung heutiger Computer schnell an ihre Grenzen bringt. Wir werden erkunden, warum Quantenmechanik automatisch “Big Data” produziert und wie Physiker diese Herausforderung angehen. Die neuesten Entwicklungen sind dabei der Einsatz von künstlicher Intelligenz, mit sogenanntem maschinellem Lernen, und die Vision, einen Computer zu bauen, der selbst mit den Gesetzen der Quantenmechanik arbeitet. Mit Google, IBM und Microsoft versuchen sich derzeit gleich drei Tech-Giganten an der Entwicklung eines solchen Quantencomputers. Welche Möglichkeiten wird das eröffnen?