Der Quantencomputer – das nächste Wirtschaftswunder?

Der Quantencomputer – das nächste Wirtschaftswunder?

Quantencomputer haben das Potenzial, die Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft zu revolutionieren. Wie genau kann aber der praktische Nutzen des Quantencomputers in der Wirtschaft aussehen, und was kann die mögliche Rechenpower überhaupt bringen? Haben wir eines Tages womöglich sogar einen Quantencomputer immer in der Hosentasche dabei?

So weit in die Ferne ist noch lange nicht zu denken. Tatsächlich meldete IBM jedoch erst kürzlich Fortschritte, die besonders für Unternehmen interessant sind. Im Januar präsentierte das Unternehmen seinen „Q System One“ auf der Technologiemesse CES in Las Vegas. Der Quantencomputer mit 20 Qubits soll noch dieses Jahr auf den Markt kommen und als Cloud-Lösung angeboten werden. Das Besondere: Er soll reale, praktische Anwendungsszenarien berechnen können und nicht nur mathematische Probleme lösen, wie die Rechner vom Konkurrenten D-Wave Systems. Der Quantenzustand kann jetzt viel länger gehalten werden als zuvor und ermöglicht so den Fortschritt.

Auch die ETH Zürich konnte kürzlich Erfolge melden. Mithilfe neu entwickelter Methoden ist es möglich, die Störungen von Qubits genau aufzuspüren und zu lösen. Die hohe Forschungsgeschwindigkeit wird vermutlich auch 2019 nicht nachlassen. Es lohnt sich deshalb, die Nachrichtenlage weiter genau zu beobachten. Denn fest steht: Bei gleichbleibend schneller Forschung werden die Auswirkungen von Quantencomputer in fast allen Bereichen der Wirtschaft und Gesellschaft Einzug halten.

Quantencomputer im Kampf gegen Krankheiten

Beispiel Gesundheitssektor: Es hat 13 Jahre gebraucht, um die 20.000 Gene des menschlichen Erbguts vollständig zu entschlüsseln. Laut Forschern wäre es 10.000 mal schwieriger, Mutationen von Krebs zu enträtseln. Mit der neuen Rechenkapazität von Quantencomputern ließe sich der Forschungsprozess massiv beschleunigen: Die Erforschung von Krebs könnte revolutioniert, Strahlentherapien verbessert und individualisiert werden.

Auch andere Krankheiten wie Alzheimer könnten besser bekämpft werden, indem die Proteinentfaltung besser und schneller simuliert werden würde. Die Stanford Universität nutzt zur Berechnung bereits einen Verbund aus tausenden Computern von Freiwilligen. Quantencomputer könnten aber auch diese Rechenkapazität in den Schatten stellen. Die Harvard Universität hat bereits entsprechende Versuche mit Quantencomputern unternommen.

Quantencomputer und KI

Beispiel Künstliche Intelligenz: Beim maschinellen Lernen denkt man schnell an futuristische Roboter. Tatsächlich stecken dahinter auch smarte Algorithmen, die bereits jetzt unseren Alltag beherrschen – egal ob in sozialen Netzwerken und zielgerichteten Werbeanzeigen oder im Bereich der Gesichtserkennung. Die gesammelten Daten sind in so großer Menge vorhanden, dass man ihr Potential noch lange nicht voll nutzen kann. Quantencomputer könnten das ändern und die Analysemöglichkeiten genauer denn je machen. Von der University of Science and Technology of China wurden bei Experimenten im Jahr 2014 bereits Ergebnisse erzielt: Handgeschriebene Zeichen wurden mithilfe von Quantencomputern erkannt.

Kostengünstige Simulationen

Beispiel Industrie: Quantencomputer wären dazu fähig, komplexere Berechnungen als je zuvor anzustellen. So könnten die Kosten, beispielsweise für den Bau und den Betrieb eines Flugzeugs, in kürzester Zeit maximal reduziert werden. Auch die Chemieindustrie verspricht sich große Vorteile, etwa bei der Herstellung von Batterien. Google hat 2016 bereits Erfolge bei der Simulation von Wasserstoffmolekülen mithilfe eines Quantencomputers gemeldet. Auch hier zeigt sich, dass es für die Industrie extrem interessant ist, verschiedene Herstellungsverfahren mit Quantencomputern günstiger und effizienter gestalten zu können, etwa das Haber-Bosch-Verfahren zur Synthese von Ammoniak, das bei 99% der weltweiten Ammoniakproduktion eingesetzt wird.

Logistik und Verkehr

Die Transport- und Logistikbranche kann ebenfalls von den Entwicklungen profitieren: Fragestellungen wie „Wie komme ich am schnellsten von A nach B?“ oder „Wie plane ich meine Routen am effizientesten?“ sind klassische Problemstellungen der Tourenplanung. Volkswagen forscht aktiv in diesem Bereich und hat letztes Jahr auf der Web Summit in Lissabon seine bisherigen Fortschritte vorgestellt, die bei der Optimierung der Berechnungen zur Verkehrssteuerung mithilfe spezieller Quantenalgorithmen erzielt worden sind. Quantencomputer haben ein großes Potential, den Verkehr und die Logistik von morgen zu revolutionieren.

Das Ende des mooreschen Gesetzes

Wieso können aber Supercomputer, also klassische Computersysteme, nicht mithalten und bei weitergehender Forschung in den zuvor genannten Anwendungsgebieten eingesetzt werden? Das mooresche Gesetz, demzufolge sich die Rechenleistung etwa alle zwei Jahre verdoppelt, droht zu verblassen, denn die physikalischen Grenzen der Größe werden zunehmend erreicht. Hingegen kennt der Quantencomputer ganz andere Einschränkungen und ist nicht an das klassische „0-oder-1-Prinzip“ gebunden. Deshalb ist der Quantencomputer die neue Hoffnung, um viele Probleme in Wissenschaft und Wirtschaft lösen zu können.

Fazit

Die Einsatzmöglichkeiten des Quantencomputers sind branchenübergreifend von hoher Bedeutung. Die Quantentechnologie hat das Potential, die Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft grundlegend zu transformieren. Im nächsten Blogartikel schauen wir uns eine Branche ganz genau an und beleuchten, welche Auswirkungen der Quantencomputer auf die Finanzwirtschaft haben wird.

 

Teil 1 der Blogreihe: Quantencomputer jetzt auf dem Technologieradar haben.

Teil 2 der Blogreihe: Quantencomputer vom physikalischen Traum in die Realität

Teil 4 der Blogreihe: Bank 5.0 – dank Quantencomputer bald Realität?

Vielen Dank an Marc Sommer, der diesen Beitrag als Co-Autor mit verfasst hat.

Foto: Getty Images / pbombaert

 


Matthias Frerichs

Matthias Frerichs ist Leiter der Unit Digital Banking bei Sopra Steria Consulting. Seine Beratungsschwerpunkte sind die Themen Digitalisierung und IT-Architekturen. Der Diplom-Wirtschaftsinformatiker besitzt mehr als 15 Jahre Berufserfahrung im IT- und Finanzumfeld.


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