Die Masse an intelligenten, vernetzten Geräten nimmt tagtäglich zu. Egal, ob es sich um unser Smartphone, das Tablet oder einen Smart Speaker handelt. Ein Punkt, den wir dabei kaum beachten ist, dass mit zunehmender Vernetzung auch größere und bessere Serverinfrastrukturen gebaut werden müssen. Diese Server stehen meist gebündelt auf sogenannten Serverfarmen und haben einen nicht zu verachtenden Energiebedarf. Je nach Datenerhebung beträgt dieser bis zu 10 Prozent der global benötigten Energie.
Der größte Energiefresser steht in Guangzhou in China. Der Supercomputer Tianhe-2 benötigt circa 18 Megawatt an Energie. Nur für den unterbrechungsfreien Betrieb müsste also theoretisch ein halbes Wasserkraftwerk gebaut werden. Ein Nachfolger mit höherer Leistung (und logischerweise auch größerem Energieverbrauch) ist mit Tianhe-3 bereits in Arbeit.
Eine Technologie könnte die gleiche Leistung bei geringerem Energieverbrauch erzielen. Und zwar der Quantencomputer. Aber wie unterscheidet sich ein solcher zu einem aktuellen PC? Jeder normale Server oder Rechner wickelt seine Berechnungen über Nullen und Einsen ab. Dabei kann jedes Bit entweder eine 1 oder eine 0 annehmen. Hier liegt auch der Unterschied zum Quantencomputer. Dieser kann nämlich dynamisch jedem Bit gleichzeitig eine 0 und 1 zuweisen und ist dadurch deutlich schneller. Damit ein solcher möglichst effizient arbeiten kann, wird die Hardware vor Vibrationen und Lärm abgeschirmt und die Komponenten auf bis zu 15 Millikelvin abgekühlt (wir befinden hier uns fast beim absoluten Nullpunkt). Die Folge ist, dass der Prozessor ohne Widerstand arbeiten kann und so keinerlei Energie durch Wärme „verloren“ geht.
Stellen wir die beiden Ansätze gegenüber, dann sehen wir auch einen deutlichen Vorteil des Quantencomputers bei den Energiekosten. Während ein konventioneller Supercomputer jährlich Energiekosten von mehreren Millionen Euro verursacht, liegen wir bei einem Quantencomputer mit 25 KW Leistung nur bei ca. 22.000 Euro pro Jahr. In der Folge können auch Energiekraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten abgeschaltet und dadurch die Energiewende vorangebracht werden.
Auch für die Industrie wird der Einsatz von Quantencomputern immer wichtiger. Bei der Berechnung komplexer Sachverhalte und auch bei der Virtualisierung werden zunehmend starke Backendsysteme benötigt. Volkswagen nutzt für die Optimierung des Verkehrs bereits Hybrid-Quantencomputer, die schwierige Berechnungen in einer Quantencomputereinheit durchführen und die Ergebnisse an ein reguläres System zurückgeben.
Die Vorteile der neuen Rechner liegen auf der Hand. Durch einen flexiblen Einsatz können Rechnerressourcen effektiver genutzt und komplexe Operationen effizienter durchgeführt werden. Früher oder später wird sich hier garantiert ein Wandel vollziehen, da der Energieverbrauch jährlich steigt und wir zunehmend nicht mehr ausreichend nachhaltige Energie erzeugen können. Es könnte also sein, dass wir bald bei der Online-Autokonfiguration oder bei VR-Anwendungen mit Quantencomputern in Berührung kommen.
Quelle: QUARTZ
Mehr Computer:
