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Datum

29. Apr 2026

Quantencomputer: An. Aus. Alles auf einmal – und warum das alles verändert.

Man hört es immer öfter: Quantencomputer sind stark im Kommen. Doch was genau verbirgt sich hinter diesem? Und wieso können wir eigentlich nicht einfach bei unseren vertrauten Bits und Bytes bleiben? Tauchen wir ein in eine Welt, in der die Regeln der klassischen Logik Kopf stehen.

Quantensprung in die Zukunft

Oft wird gesagt, Quantencomputing sei ein „Quantensprung“ nach vorne. Ironischerweise ist ein Quantensprung in der Physik eigentlich die kleinstmögliche Zustandsänderung. Doch im übertragenen Sinne ist der Sprung gewaltig, denn Quantencomputer rechnen fundamental anders als alles, was wir bisher kennen.

Normale Computer sind wie Lichtschalter.
An oder Aus. 0 oder 1. Diese Information ist die kleinste Einheit in den gängigen Computern: das Bit. Ein Byte besteht immer aus 8 Bits. Das ist die Standardgrösse, mit der Computer Informationen verarbeiten und sicherlich das uns IT-lern vertraute Model.

Quantencomputer sind da eher wie ein Zauberlicht: An und aus gleichzeitig. Hier heisst die kleinste Einheit Qubit. Ein Qubit kann mehrere Dinge auf einmal sein - also an und aus. Diese abstrakte Vorstellung bildet die Basis dafür, dass Quantencomputer Millionen von Möglichkeiten simultan ausprobieren können.

Wo normale Computer ins Schwitzen kommen

Quantencomputer werden unsere Laptops nicht ersetzen, aber sie lösen Probleme, vor denen klassische Superrechner kapitulieren:

💊 Quantenchemie & Materialwissenschaft: Um Medikamente und neue Materialen zu entwickeln, muss man das Verhalten von Elektronen verstehen. Da diese selbst Quantenobjekte sind, können Quantencomputer sie präzise simulieren, statt sie nur grob zu schätzen.

🔐 Kryptographie: Heutige Verschlüsselungen basieren auf Rechenaufgaben, die für klassische PCs zu schwer sind. Quantencomputer könnten diese in Sekunden knacken. Die Cybersicherheit muss daher heute schon „quantensicher“ neu gedacht werden.

🚚 Logistik & Optimierung: Ob Lieferketten, Flugrouten oder Finanzmärkte – komplexe Systeme mit Milliarden Variablen können durch Quantenalgorithmen in Echtzeit optimiert werden.

Schauen wir uns jetzt genauer die notwendige Hardware und Software an:

Der Quantencomputer

Zwei physikalische Prinzipien machen den Quantencomputer so besonders:

  1. Superposition (Überlagerung): Ein Quantencomputer prüft Rechenwege parallel. Während ein normaler Computer ein Labyrinth abläuft, indem er jede Abzweigung nacheinander testet, erkundet ein Quantencomputer alle Wege gleichzeitig.

  2. Verschränkung (Entanglement): Verknüpft man Qubits, beeinflussen sie sich gegenseitig instantan – egal wie weit sie entfernt sind. Einstein nannte das „spukhafte Fernwirkung“. Erkenntnisse, die ein Qubit in einem Arm des Labyrinths sammelt, stehen den anderen sofort zur Verfügung.

Der Haken: Diese Technologie ist hochsensibel. Jede Erschütterung oder Wärme führt zur Dekohärenz (dem Verlust des Quantenzustands). Deshalb wohnen Quantencomputer in riesigen „Kronleuchtern“ (Kühlgeräten), die sie auf -273 °C herunterkühlen – kälter als im Weltraum.

Das, was man auf Fotos von Quantencomputern meistens sieht, sind genau diese extrem komplexen Kühlsysteme, die oft als „goldene Kronleuchter“ (Dillution Refrigerator) bezeichnet werden.

Hier ist ein typisches Bild eines solchen Systems (wie man es z.B. bei IBM sieht):

Von Lars Ploughman - https://www.flickr.com/photos/criminalintent/39660636671/, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=168611001

Der direkte Vergleich

Die Leistungsfähigkeit wächst bei Quantencomputern nicht linear, sondern exponentiell:

  • 2 Bits können genau einen von 4 Zuständen darstellen (00,01,10 oder 11).

  • 2 Qubits können alle 4 Zustände gleichzeitig repräsentieren.

Bei 300 Qubits gäbe es bereits mehr gleichzeitige Zustände, als es Atome im sichtbaren Universum gibt.

Die Programmierung

Man nutzt meist Python-Bibliotheken, welche die komplexe Mathematik kapseln:

Wie sieht der Code aus?

Man manipuliert Qubits mit sogenannten Quantengattern.

Ein typischer Ablauf in der Programmierung - wir nehmen beispielhaft eine Münze als Qubit dazu:

Das Ergebnis

Wenn dieser Code ausgeführt wird, wird man fast ausschließlich zwei Ergebnisse sehen:

  • '00': Beide Münzen zeigen Kopf.

  • '11': Beide Münzen zeigen Zahl.

Es wird (fast) niemals '01' oder '10' vorkommen. Sobald man das eine Qubit misst, "weiss" das andere sofort, was es zu tun hat.

Da Quantencomputer fehleranfällig sind, lässt man denselben Code oft tausende Male hintereinander laufen (sogenannte "Shots"), um am Ende ein statistisch wahrscheinliches Ergebnis zu erhalten.

Und nun? Wann kaufen wir einen Quantencomputer?

Der Quantensprung in Richtung Quantencomputing ist sicher ein grosser Sprung - trotz der physikalischen Inkorrektheit.

Niemand schreibt heute ein Programm, das nur auf einem Quantencomputer läuft. Das wäre extrem ineffizient. Der Standard ist heute das Hybrid-Computing:

  • Klassischer Computer: Übernimmt die Logik, die Benutzeroberfläche und die Datenverwaltung.

  • Quanten-Beschleuniger (QPU): Übernimmt nur den extrem schwierigen mathematischen Kern der Aufgabe.

Kaufen und Aufstellen eines Quantencomputers inklusive Kühlung ist sicher sehr preisintensiv. Mitbenutzung auf den bestehenden Ressourcen und erste Erkenntnisse sammeln ist da eher ein interessanter nächster Schritt. Die Barriere für das ist niedriger als man denkt. Über Cloud-Plattformen kann heute fast jeder mit echtem Quanten-Code experimentieren.

Diverse Firmen arbeiten bereits an den oben aufgeführten Anwendungsfällen - und wer weiss vielleicht wird ein dir vertrautes komplexes System bald mit Quantencomputing gelöst. Du kannst unten einige Verlinkungen finden.

Lust auf einen Austausch zum Thema Digital Transformation und Quanten-Ready Strategien? Melde dich gerne bei uns für einen 1:1 Talk!

 

Quellen & Hackathons für den Einstieg:

In der Schweiz

  • Weltmarktführer für Quantenkryptographie und Zufallszahlengeneratoren. Home

  • Andere

Hackathons

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