Der große Unterschied Was ist das Quantum Divide? Was folgt daraus? Wie geht man damit um?

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Wir alle befinden uns im heraufdämmernden Zeitalter des Quantencomputing. Doch wie schon bei Digitaltechnologien, könnte auch Quantentechnologie die Welt spalten – in Nutzer und Nichtnutzer, in Macher und Verlierer. Der das Missverhältnis beschreibende Begriff lautet: Quantum Divide.

Quantum Divide ist je nach Gusto die Möglichkeit oder Wahrscheinlichkeit, dass Quantentechnologien die Weltgesellschaft und -ökonomie auf unterschiedlichen Ebenen in Nutzer und Nichtnutzer spalten. Dabei ist es unerheblich, ob die Nichtnutzung und -gestaltung auf fehlenden Möglichkeiten oder fehlendem Interesse beruht.

Große Veränderungen dürften Quantentechnologien in jedem Fall auf vielen Gebieten bringen. Beispiele sind die Sensorik, die Materialwissenschaft, sämtliche bildgebenden Verfahren, die Qualitätskontrolle, das Umwelt-Management und vieles mehr. Diese bleiben Nichtnutzern verschlossen.

Daran ändert auch nichts, dass für Quantentechnologien digitale IT unverzichtbar bleibt. Das heißt lediglich, dass die Quantentechnologien einen bereits bestehenden Digital Divide - ein Ungleichgewicht in Big Tech und Mittelstand etwa oder KI-Führerschaft und „Excel“-Tabellen vertiefen dürften. Sie liefern neues Spaltungspotential zwischen mehr oder weniger potenten Nutzern digitaler Technologien. Das erzeugt neues Konflikt- und Krisenpotenzial.

Sicherheitsrisiko Quantentechnologie

Dabei ist es zu eng, sich ausschließlich auf die gesellschaftliche, lokale, wirtschaftliche oder Sicherheitsperspektive zu beschränken. Genau dies wird aber in vielen Veröffentlichungen getan.

Beispielsweise befassen sich Wirtschafts- und Sicherheitsspezialisten besonders damit, was passiert, wenn ausreichend leistungsfähige Quantenrechner konventionelle Verschlüsselungsmethoden aushebeln (Quantum Supremacy mit den Gegenmitteln Post Quantum Cryptography, PQC, respektive Quantum Key Distribution, QKD) – dies wird für die Zeit zwischen 2027 und 2030 erwartet. An Entwicklungspolitik Interessierte fokussieren das Risiko, das ärmere Länder noch mehr als bisher abgehängt werden, die Chemie-Industrie, welcher Konkurrent auf der Welt mithilfe von Quantencomputern den vielversprechendsten unbekannten Stoff entdecken wird, Die Banken, wer noch Zugang zu Börsen hat und valide Vorhersagen treffen und Portfolien bereitstellen kann .... und so weiter.

Gesamtperspektive aufs Quantum Divide gefragt

Um ein zutreffendes Gesamtbild des Quantum Divide zu gewinnen, reicht das nicht. Es ist vielmehr notwendig, das Thema über viele Segmente und ihre Verflechtungen untereinander hinweg zu beleuchten.

Das haben die Autoren Ayda Gercek vom Middle East Technical University-STPS, Ankara, Türkei, und Zeki C. Seskir, Karlsruher Institut für Technologie-ITAS, Karlsruhe, in einem grundlegenden Forschungspapier vom März 2024 überzeugend dargelegt, auf das sich dieser Text stützt.

Quantum Divide unvermeidlich

Grundsätzlich halten die Autoren es aufgrund der derzeitigen politischen und gesellschaftlichen Strukturen der Welt für unvermeidlich, dass es durch Quantencomputing und weitere Quantentechnologin zu einem gewissen Quantum Divide kommt. Sie empfehlen daher, einen möglichst optimalen Umgang mit den Phänomen der Quanten(computer)technologien zu entwickeln.

Das Ziel sollte es ihrer Meinung nach sein, entstehende Polarisierungen nicht zu vertiefen, sondern abzumildern. Denn das könnte die Chancen insbesondere schwächerer Akteure erhöhen und damit Konfliktpotential verringern.

Gercek und Seskir analysieren das Thema für die vier Bereiche Wissenschaft, Technologie, internationale Beziehungen und Gesellschaft.

Quantum Divide in der Wissenschaft

Im Wissenschaftsbereich stehen auf der einen Seite Forscher, die die nötigen Grundlagenkenntnisse und Methoden in und für Quantentechnologien weiterentwickeln. Auf der anderen Wissenschaftler unterschiedlicher Fachbereiche, die nun entweder – vorausgesetzt ihre Mittel und ihr Know-how reichen – dieses neue Wissen auf ihre Fachgebiete anwenden können oder nicht.

Anwendungen stecken aber noch in den Kinderschuhen. Sie wird auch noch nicht flächendeckend angestrebt. Ein Beispiel von vielen sind neue bildgebende Verfahren in der Neurologie, bei denen Magnetezephalographen (MEG) eingesetzt werden. Weltweit gibt es davon 300. Derzeit sind solche Geräte schrankgroß, In Zukunft könnten die MEGs mit quantenoptischen Sensoren ausgerüstet werden und würden so auf einen Helm zusammenschrumpfen. Doch werden vorläufig wohl nur die Nutzer der weltweit lediglich 300 MEGs die neue Technologie irgendwann nutzen.

Abhilfe gegen Digital Divide in der Wissenschaft schaffen interdisziplinäre Forschungsvorhaben und -verbünde unter Einschluss der Quantentechnologie. Ein Beispiel ist das seit Mai 2023 laufende BMBF- Programm „Quantentechnologische und photonische Systemlösungen für Herausforderungen des Umwelt- und Klimaschutzes, der Biodiversität, der nachhaltigen Energiesysteme und der Ressourcenschonung.“

Quantum Divide in der Technologie

Hier entsteht das Quantum Divide dadurch, dass nicht klar ist, welche Technologie(n) sich als Basis für Quantenanwendungen durchsetzen werden. Jede kostet in der Entwicklung viel Geld. Manche Unternehmen setzen auch aufgrund ihres bestehenden Portfolios auf bestimmte Quantentechnologien, obwohl diese sich auf die Dauer als weniger aussichtsreich erweisen könnten.

Setzen sich am Ende beispielsweise photonische Quantentechnologien durch, haben alle anderen Hersteller das Nachsehen und die Anbieter photonischer Technologien können den für Hochtechnologie typischen First Mover Advantage für sich verbuchen. Wer daneben lag, kann seine Investitionen meist abschreiben. Das kann zu erheblichen Verwerfungen innerhalb der Branche, aber auch bei Anwendungsunternehmen führen, die sich auf die falsche Technologie verlassen haben.

Für weniger Digital Divide Kommerzialisierung bremsen

Zudem kann es dazu kommen, dass eine suboptimale Technologie siegt, etwa, weil ihr Anbieter mehr wirtschaftliche Kraft hat. Das bedeutet letztlich einen Schaden für die gesamte Wirtschaft und Gesellschaft.

Wer kann, sollte deswegen in ein breites Portfolio von Quantentechnologien investieren. Wer das aufgrund Geld- und/oder Personalmangel nicht kann, sollte möglichst eine Hardware-unabhängige Strategie fahren, die etwa auf offene (Quanten-)Software setzt. Politisch sollte man die Kommerzialisierung eher etwas verlangsamen, um die Türen für einen technologischen Switch möglichst lange offen zu halten.

Quantum Divide in der internationalen Politik

Der Wettlauf der größeren, finanzkräftigeren Staaten um eine Spitzenposition in der Quantentechnologie ist ein Wettlauf um die Sicherheit eines Staats. Das Land, das als erstes die bisherigen Verschlüsselungen mittels Quantentechnologie knackt und eine quantensichere Verschlüsselung besitzt, gewinnt gegenüber dem Rest der Welt ganz sicher überlegenes Wissen.

Das belegt ein Blick in die Geschichte: Die Alliierten gewannen den Zweiten Weltkrieg unter anderem, weil es ihnen gelang, die deutschen Funksprüche zu entschlüsseln.

Unter dieser Situation leidet der internationale Wissensaustausch. Dies deutet sich heute schon durch verstärkte Import- und Exportkontrollen bei Hochtechnologien und den dafür nötigen Komponenten oder Materialien an.

Die Hauptsorge weniger entwickelter Ökonomien besteht darin, dass sie mehr als bisher von der technologischen Weiterentwicklung abgekoppelt werden. Das könnte wiederum politische Spannungen vertiefen und ihre ökonomischen Chancen verschlechtern..

Strategien gegen den internationalen Quantum Divide

Hier empfehlen die Autoren den Ländern mehrere Strategien, die nur alternativ angewandt werden können. Sie können erstens mit hohem Risiko technologische Zwischenstufen überspringen und sich voll auf die Entwicklung in einer aussichtsreichen quantentechnologischen Nische konzentrieren, um hier zum Spitzenreiter zu werden. Ein positives Beispiel aus dem Digitalzeitalter ist die Investition von Taiwan in den Chipfertiger TSMC.

Ein Land kann sich zweitens als Follower etablieren. Das bedeutet keine eigenen Entwicklungsanstrengungen und entsprechende Kosteneinsparungen. Gleichzeitig sollte ein solches Land frühzeitig in die Anwendung der Technologie einsteigen.

Eine dritte Möglichkeit sind kooperative Strategien: Verbünde mehrerer Länder können wirtschaftlich stärkere und schwächere Ökonomien umfassen, wobei die schwächeren innerhalb der Kooperation mitgezogen und befähigt werden. Diese Strategie fährt derzeit die EU mit ihren übergreifenden Projekten, bei denen unter anderem Quantencomputing-Zentren auch in Ländern wie Polen oder der Tschechei entstehen.

Quantum Divide und Gesellschaft

Die gesamte Gesellschaft kann ebenfalls durch fehlendes Wissen und fehlende Aufklärung über Chancen und Risiken von Quantentechnologien gespalten werden. Geraten beispielsweise kriminelle Elemente frühzeitig in den Besitz von überlegener Quantentechnologie, können sie die Bürger und Unternehmen Bevölkerung plündern.

Schlecht informierte Menschen dürften die Technologie nicht verstehen. Das führt beispielsweise zur Mythenbildung. Welche Auswirkungen solche Vorgänge haben, ließ sich erst jüngst hinsichtlich der Gerüchte um COVID-Impfstoffe erleben.

Hier hilft nur eine verständliche Formulierung quantentechnologischer Erkenntnisse und Methoden und ihre breitentaugliche Verbreitung in Schul- und Erwachsenenbildung sowie über die Medien. Sie sollte mit einem möglichst umfassenden Diskurs zum Thema und mit einer Verbreiterung der Anwenderbasis verbunden sein.

Fazit: Quantum Divide klein halten!

Also: Die Risiken eines Quantum Divide muss in ihrer Verknüpfung betrachtet werden. So kann ein technologische Quantum Divide kleineren Firmen in schwächeren Ländern es fast unmöglich machen, taugliches Personal für die Entwicklung entsprechender Technologien zu finden. Dieses Personal würde voraussichtlich lieber in aussichtsreicheren Ländern und potenten Unternehmensgiganten forschen und entwickeln

Dadurch hätten die wenigen Quantentechnologie-Kundigen in einem solche Land einen noch gewichtigeren Wissensvorsprung. Die Risiken und Schwierigkeiten von Unternehmen, hier in Quantentechnologie zu investieren, würden insgesamt noch einmal steigen. Das Land selbst geriete deswegen immer weiter ins Hintertreffen – mit denkbaren politischen und gesellschaftlichen Destabilisierungsfolgen.

Es sollte daher im Interesse aller Beteiligten sein, das Quantum Divide so gering wie möglich zu halten, gleichzeitig aber auch die eigene technologische Entwicklung nicht zu vernachlässigen.

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