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Was ist möglich? Die Quantencomputer kommen

Autor / Redakteur: Kalyan Kumar* / Ulrike Ostler

Mithilfe von Quantencomputern lassen sich aktuelle Grenzen der Rechenleistung überwinden. Zudem ermöglichen sie neuartige Lösungen basierend auf einem nicht-klassischen Berechnungsmodell. Welche Geschäftsmöglichkeiten können Unternehmen in Zukunft dadurch erschließen?

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Die Quantencomputer-Technologie macht große Fortschritte. Sollten sich Unternehmen jetzt schon vorbereiten?
Die Quantencomputer-Technologie macht große Fortschritte. Sollten sich Unternehmen jetzt schon vorbereiten?
(Bild: Quantum Science Systems)

Seit Professor Alan Turing 1936 das Prinzip des modernen Computers vorschlug, hat die Informatik einen langen Weg zurückgelegt. Von Transistoren bis zu integrierten Schaltungen haben Computer zahlreiche Fortschritte in Hard- und Software gemacht.

Doch in Zukunft wird noch vieles mehr möglich – durch Quantencomputer. Noch leistungsfähigere Maschinen versprechen eine bislang unvorstellbare Geschwindigkeit beim Beantworten wissenschaftlicher und geschäftlicher Fragestellungen.

Schon in den 1980er-Jahren schlug Paul Benioff ein quantenmechanisches Modell für klassische Computer vor. Seitdem stiegen weltweit die Investitionen in praktische und fehlertolerante Quantenprozesse, die bereits heute zu neuen Leistungsrekorden führen.

Aufgrund jüngster Fortschritte in vielen Bereichen werden Quantencomputer wahrscheinlich viel schneller als erwartet die Marktreife erreichen. Daher sollten sich Unternehmen bereits jetzt damit beschäftigen, welche sozialen und geschäftlichen Veränderungen dadurch entstehen und wie sie davon profitieren können.

Quantencomputer sind weit mehr als nur ein Business-Tool

Quanteninformatik birgt ein immenses Potenzial für eine positive, integrative und menschliche Zukunft. Dieses Ziel verfolgt auch das WEF Future Council on Quantum Computing. In seinem Buch „Hit Refresh“ erklärt Microsoft-CEO Satya Nadella, wie Forscher am MIT (Massachusetts Institute of Technology) Software-Frameworks erstellen, um Quantencomputer zu nutzen und Herausforderungen wie die Optimierung des Haber-Prozesses zur Herstellung von Düngemitteln zu bewältigen. Verbesserte Prozesseffizienz und geringere Folgen für die Umwelt könnten große Auswirkungen auf die Produktion von Nahrungsmitteln haben und dazu beitragen, den Hunger in der Welt zu bekämpfen.

Quanteninformatik besitzt auch ein hohes Potenzial zur Simulation von Quantenstrukturen und -verhalten in Chemikalien und Materialien – auch wenn viele Wissenschaftler dies noch skeptisch sehen. Die Technologie dürfte neue, dringend benötigte Möglichkeiten in der medizinischen Forschung eröffnen.

Die Entdeckung von Medikamenten und deren Spuren sowie die Erforschung einzigartiger chemischer Zusammensetzungen werden einen großen Einfluss auf Gesundheitswesen und Pharmabranche haben. Zudem kann die Entwicklungszeit von Medikamenten, die derzeit in der Regel mehr als zehn bis zwölf Jahre dauert, erheblich sinken.

Von der Medizin bis zum Wetter

Genaue Wettervorhersagen mit extrem komplexen und großen Datensätzen sind heute mit den klassischen Computerprozessen nicht mehr möglich. Quanteninformatik bietet die dringend benötigte Fähigkeit, auf Basis exakter Informationen Wetterphänomene zu simulieren. Dies kann große Flächen mit landwirtschaftlicher Produktion vor Schäden bewahren und gleichzeitig Tiere retten – und damit enorme wirtschaftliche Vorteile bringen.

Quantencomputer versprechen eine bessere Zukunft, die nicht von Rechenkapazität eingeschränkt ist und positive Auswirkungen auf das menschliche Leben hat. Doch nicht nur die Menschen profitieren von dieser Entwicklung, sondern auch Unternehmen.

Was können Unternehmen erwarten?

Rund um die Quanteninformatik ist derzeit noch vieles unbekannt. Doch es wird immer klarer, dass sie Probleme lösen kann, die heutige Computer überfordern. Zum Beispiel erleben Logistik und Verkehrs-Management die Entwicklung von neuartigen Batterie-Technologien und Lösungen für autonome Fahrzeuge. Volkswagen setzt etwa Quantencomputer ein, um Muster abzugleichen und die Verkehrssituation vorherzusagen, um einen reibungslosen Verkehrsfluss zu gewährleisten.

Ein weiteres wichtiges Thema ist die Optimierung und Bearbeitung komplexer Systeme in den Bereichen Lieferkette und Handel. Mit Hilfe höherer Rechenleistung, Machine Learning und hochauflösender Modellierung lassen sich Systeme auf neuartige Weise verstehen und verbessern. Doch die Möglichkeiten für Unternehmen gehen weit über die genannten Beispiele hinaus. Zum Beispiel profitieren Branchen wie Finanzwesen oder IT ebenfalls von den neuartigen Chancen. So sind neue Denk- und Herangehensweisen nötig, um Quantencomputer optimal zu nutzen.

In Zukunft werden nur Unternehmen erfolgreich sein, die Wertschöpfungsketten schaffen, welche die neuen Erkenntnisse effizient umsetzen. In gewisser Weise besteht hier die Herausforderung darin, bei Bedarf eine detaillierte Form des Managements aufzubauen, die den durch Quantencomputer ermöglichten detaillierten Erkenntnissen des Unternehmens entspricht. Diese Form des Managements existiert noch nicht, wird aber nicht nur von Dashboards, sondern auch von Algorithmen und Analysen unterstützt, welche die auf extremer Leistung und Optimierung basierenden detaillierten Ansichten nutzen können.

Wo steht also Quantencomputing?

Es gibt zwar bereits erste Quantencomputer, aber diese sind noch weit entfernt von den Möglichkeiten künftiger Geräte. Führende multinationale Technologie-Unternehmen, von Spezialisten für internet-basierte Dienstleistungen und Produkte bis zu Entwicklern und Herstellern von Software und Hardware, haben in diesem Bereich erheblich investiert. Aber sie haben noch einen langen Weg vor sich.

Vor kurzem sagte ein führendes Internet-Unternehmen, dass ein neuer Quantencomputer-Prototyp in 200 Sekunden eine Berechnung durchführt, für die aktuelle Supercomputer 10.000 Jahre brauchen würden. Auch wenn die Angaben umstritten sind, wirft dies ein Schlaglicht auf die mögliche Leistung von Quantencomputern.

Autor des Artikel ist Kalyan Kumar B, Corporate Vice President & CTO von HCL Technologies.
Autor des Artikel ist Kalyan Kumar B, Corporate Vice President & CTO von HCL Technologies.
(Bild: HCL Technologies)

Unternehmen müssen verstehen, wie und wann sie Quantencomputer einsetzen sollten, um den richtigen Zeitpunkt zum Handeln zu ermitteln. Dazu sollten sie die aktuellen IT-Nachrichten verfolgen. Zum Beispiel hat ein führender Software-Hersteller angekündigt, den Prototyp eines Quantencomputers in seiner Cloud zur Verfügung zu stellen.

In absehbarer Zeit werden solche Geräte im Handel verfügbar sein. Wenn ein Unternehmen zu den ersten gehört, das den Wert und die Anwendungen von Quanteninformatik wirklich versteht, kann es neue Produkte und Dienstleistungen entwickeln, die niemand sonst bietet. Doch Vorsicht: Die kommerzielle Nutzung der neuen Technologie kann durchaus länger dauern als erwartet.

Hinweis: Am 18. Februar findet etwa in Wien unter der Bezeichnung „Club IT Event - Quanteninformationstechnologie“ einer Veranstaltung der Wirtschaftskammer Österreich statt. Unter anderem wird Georg Gesek, europäischer Pionier der Quanteninformatik, Gründer und CEO von Novarion die jüngsten Forschungsergebnisse und Technologien der Quantencomputer vorstellen. Die Teilnahme ist kostenlos.

* Kalyan Kumar ist Corporate Vice President & CTO von HCL Technologies.

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