Quantencomputing als nächste Computergeneration | Umweltbundesamt

Grundsätzlich sollen Quantencomputer in Zukunft dazu beitragen, komplexe Probleme zu lösen, wozu konventionelle Computer nicht oder nur mit sehr hohem Rechen- und Zeitaufwand in der Lage sind. Die theoretische Entwicklung von Quantencomputern wird derzeit flankiert von der Konstruktion erster Hardware-Plattformen.

Quantencomputer, bzw. ihre Hardware-Plattformen und Software-Anwendungen werden gegenwärtig ausschließlich zur Lösung spezifischer Probleme entwickelt. Anwendungen mit Umweltbezug sind unter anderem die (natur-)wissenschaftliche Simulation im Rahmen der Materialforschung, die Steigerung von Energie- und Ressourceneffizienz durch Steuerung komplexer Netze sowie die Optimierung von Prozessen in der Industrie.

Die Herstellung und der Betrieb von Quantencomputern ist mit direkten Umweltwirkungen verbunden, beispielsweise durch hohen Energiebedarf da einige Hardware-Plattformen stark gekühlt werden müssen. Indirekte Umweltwirkungen entstehen in den unterschiedlichen Anwendungsfeldern durch die Problemlösefähigkeiten von Quantencomputern z. B. in Form von Energie- und Emissionseinsparungen (v. a. von ⁠CO2⁠). Quantencomputer könnten z. B. Lösungen dafür entwickeln, wie Fahrzeugflotten besser gesteuert werden können, womit der Verkehrsfluss verbessert oder Parkraumbedarf besser bewirtschaftet werden kann. Verbesserte Effizienz führt jedoch möglicherweise zu Rebound-Effekten, was die Umweltentlastungseffekte durch Quantencomputing nivellieren könnte.

Emerging Issues

• (Natur-)wissenschaftliche Simulationen
• Dekarbonisierung des Energiesystems
• Lösung von Optimierungsproblemen in der Industrie

Mehr Informationen

⁠UBA⁠-Publikation „Von Quantencomputing über die Zukunft der Innenstädte bis zu einer neuen Weltordnung“ (im Erscheinen)