Anlässlich des Weltquantentags hat Google drei bedeutende Fortschritte hervorgehoben, die das Quantencomputing in den nächsten Jahrzehnten bringen wird. Vor diesem Hintergrund hat Microsoft kürzlich seinen neuesten Quantenchip Majorana 1 vorgestellt. Eine aktuelle redaktionelle Analyse deutet darauf hin, dass zahlreiche Unternehmen ihre Bemühungen darauf richten, bis Mitte der 2030er Jahre praxistaugliches Quantencomputing zu realisieren.
Revolutionierung der Arzneimittelforschung
Einer der wichtigsten Vorteile des Quantencomputings ist die Verbesserung der Arzneimittelforschung. Diese innovative Technologie verspricht einen Wandel in der Pharmabranche, indem sie Forschern detaillierte Simulationen verschiedener Arzneimittelkandidaten im Hinblick auf ihre biologischen Zielmoleküle und andere molekulare Strukturen ermöglicht. Diese Fähigkeiten sollen zur Entwicklung wirksamerer Medikamente führen.
In Zusammenarbeit mit Boehringer Ingelheim hat Google eine Forschungsarbeit veröffentlicht, die zeigt, dass Quantencomputer das Verhalten von Cytochrom P450 – einem wichtigen Enzym im Arzneimittelstoffwechsel – hochpräzise simulieren können. Dieser Fortschritt könnte die Wirksamkeit von Medikamenten in klinischen Anwendungen erheblich verbessern.
Fortschrittliche Batterietechnologie
Eine weitere vielversprechende Anwendung des Quantencomputings liegt in der Batterieentwicklung . Da weltweit auf sauberere Transportmöglichkeiten wie Elektrofahrzeuge und verbesserte Energienetze gesetzt wird, ist die Nachfrage nach effizienten Energiespeicherlösungen so groß wie nie zuvor. Quantencomputer werden voraussichtlich eine entscheidende Rolle bei der Entdeckung und Entwicklung neuer Batteriematerialien spielen.
Gemeinsam mit BASF untersucht Google, wie Quantencomputer die Simulation von Lithium-Nickel-Oxid (LNO) erleichtern können. Die Herstellung von LNO ist derzeit komplex und behindert Fortschritte in der Batterietechnologie. Durch die Verbesserung des Herstellungsprozesses von LNO, das im Vergleich zu herkömmlichem Lithium-Kobalt-Oxid eine geringere Umweltbelastung aufweist, könnte der ökologische Fußabdruck der Batterieproduktion deutlich reduziert werden.
Das Potenzial der Fusionsenergie freisetzen
Google betont außerdem, dass Quantencomputer die Energieerzeugung, insbesondere die Nutzung von Fusionsenergie, grundlegend verändern könnten. Zwar sind erneuerbare Energiequellen wie Sonne und Wind bereits wertvoll, doch die Nutzung von Fusionsenergie stellt die nächste Herausforderung dar. Obwohl sich die Technologie für Fusionsreaktoren noch in der Entwicklung befindet, wird erwartet, dass Quantencomputer bei deren Design und Optimierung helfen werden.
Aktuelle Simulationsmodelle für Fusionsreaktionen sind bekanntermaßen ressourcenintensiv und benötigen Milliarden von CPU-Stunden, um Ergebnisse zu liefern. Google hat in Zusammenarbeit mit den Sandia National Laboratories darauf hingewiesen, dass Quantenalgorithmen auf fehlertoleranten Systemen diese Simulationen optimieren und so nachhaltige Fusionsreaktionen mit höherer Effizienz ermöglichen könnten.
Die Integration KI-gestützter wissenschaftlicher Modelle hat die Entdeckung neuer Medikamente und Materialien bereits beschleunigt. Die Synergie dieser Modelle mit Quantencomputern dürfte das Tempo wissenschaftlicher Durchbrüche weiter beschleunigen. Wir wünschen allen einen schönen Weltquantentag!
Quelle: Google
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