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Die physikalischen Grenzen des Rechnens: Viel Platz ganz

MIT Technology Review •
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Fortschritte im modernen Computing beruhen auf Skalierung: mehr Chips in immer größeren Rechenzentren. Doch während wir uns technischen Obergrenzen nähern, bleiben die grundlegenden physikalischen Grenzen riesig und unerforscht. Richard Feynmans Vortrag von 1959, „There's Plenty of Room at the Bottom“ („Ganz unten ist viel Platz“), argumentierte, dass kein physikalisches Gesetz verhindert, die Encyclopædia Britannica auf einen Stecknadelkopf zu schreiben oder alle Bücher in einem Staubkorn zu speichern. Er betonte, dass die Biologie mithilfe der DNA bereits Materie Atom für Atom manipuliert.

Jahrzehntelang kam der Fortschritt „gratis“, weil Transistoren schrumpften, die Chipdichte sich verdoppelte und Computer von der Größe eines Raumes auf die einer Armbanduhr schrumpften. Dieser einfache Abstieg ist nun ins Stocken geraten: Sechs große Hyperscaler werden in diesem Jahr über 700 Milliarden Dollar für Rechenzentrumsinfrastruktur ausgeben, das Doppelte ihres Rekords von 2025, und sie erzielen Leistung durch rohe Gewalt statt durch Effizienz. Gleichzeitig verlangsamen sich die Skalierungsgesetze, die den Fortschritt des 20. Jahrhunderts prägten, also die von Moore, Dennard, Koomey, Kryder und Keck, brechen zusammen oder flachen ab. Dabei handelt es sich um ingenieurtechnische Beobachtungen, nicht um fundamentale Grenzen. Die wahren Grenzen, bestimmt durch Quantenmechanik, Relativitätstheorie und Informationstheorie, liegen weit unterhalb der heutigen Rechenzentren. Diese Grenzen zu erforschen zahlt sich doppelt aus: Die Technologie kommt voran, und die Grundlagenwissenschaft vertieft sich. Feynman lobte 1959 sogar Preise von 1.000 Dollar aus für den Bau eines Elektromotors, der kleiner als ein Würfel mit 0,4 Millimeter Kantenlänge ist, in der Überzeugung, dass solche Herausforderungen echte Innovation auslösen würden.

Quelle: MIT Technology Review · Zusammengefasst von HeadlinesBriefing