Quantencomputing

Immer öfter ist vom Quantencomputer und einer neuen digitalen Revolution die Rede. Noch sind die wirklichen Vorteile von Quantencomputing für die Wirtschaft nicht unmittelbar spürbar, aber es lohnt sich für Unternehmen, sich mit der Technologie auseinanderzusetzen, um dafür gerüstet zu sein, wenn Quantencomputing durchstartet. Denn dann gehört man zu den „Profiteuren“ und hat die Chance auf einen echten wirtschaftlichen Quantensprung.

Wettlauf um den besten Quantencomputer

An der Entwicklung von Quantencomputern wird bereits seit rund 40 Jahren geforscht. Im Laufe der letzten 20 Jahre wurden auch tatsächlich die ersten experimentellen Quantencomputer gebaut. Ziel dieses Computers ist es, Rechenleistungen immer schneller, effizienter und leistungsfähiger ausführen zu können. Dort, wo klassische Computer an ihre Grenzen stoßen, soll der Quantencomputer erst richtig in Fahrt kommen. Das käme einer digitalen Revolution gleich, weil die neuen Möglichkeiten Auswirkungen auf die gesamte Gesellschaft hätten.

Österreich mischt unter den Besten mit

Weltweit wird an der Quantentechnologie geforscht. Österreich spielt dabei vorne mit. Erst im November präsentierte das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Forschung (BMBWF) die Forschungsoffensive „Quantum Austria“, bei der in den kommenden Jahren rund 107 Millionen Euro in die Quantenforschung fließen werden. Bereits in den 1960er und 1970er Jahren investierte Österreich großzügig in Quantenforschung. Resultat ist eine sehr breite Basis in der Grundlagenforschung rund um die Quantentechnologie. Die Erwartungen sind deshalb groß, dass bei den Fortschritten des Quantencomputings viel österreichisches Know-how eingebunden ist.

Was ist eigentlich Quantencomputing?

Selbst Experten fällt es schwer, Quantencomputing leicht verständlich zu erklären. Zuerst muss man die Funktionsweise verstehen. Ein Quantencomputer funktioniert anders als ein klassischer Computer. Während ein klassischer Computer aus einzelnen Bits besteht, arbeitet ein Quantencomputer anhand von Qubits. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes Zwei-Zustands-Quantensystem. Schaltet man Quantenregister nebeneinander, überlagern und verschränken sich die Quantenteilchen und erlauben die Bewältigung mächtiger Rechenaufgaben, bei denen herkömmliche Computer versagen. Grob gesagt verzahnen und verändern Quantencomputer die Quantenzustände.

Die Vorteile des Quantencomputings

Quantencomputer sind klassischen Computern bei bestimmten Berechnungen überlegen. In Zukunft soll Quantencomputing bei der Lösung der komplexesten Probleme helfen. Was ist alles möglich? Einerseits liefert die Quantensimulation ein tieferes Verständnis des Innenlebens von Molekülen. Davon werden sehr viele Branchen profitieren können. Zum Beispiel in der Medizin- und Pharmaforschung bei der Entwicklung innovative Medikamente und Therapien. Aber auch die Fahrzeugindustrie wird in der Materialforschung aus den Simulationen revolutionäre Schlüsse ziehen können. Quantencomputing löst aber auch immer komplexere Optimierungsprobleme. Davon kann jeder profitieren, der zum Beispiel ein Warenlager besitzt. Logistiker werden über die neuen Berechnungsmöglichkeiten Lager- und Transportkosten einsparen können.

Quantencomputing bringt auch neue Risiken

Gleichzeitig kann die verbesserte Rechen- und Leistungsfähigkeit auch neue Gefahren mit sich bringen. Mit Quantencomputing wird auch die Codes-Entschlüsselung vorangetrieben. Neue Algorithmen werden in der Lage sein, gegenwärtige Verschlüsselungsmethoden zu knacken. Das bedeutet, dass sich mit Quantencomputern in Zukunft auch Kryptonachrichten rasch entschlüsseln lassen. Damit stehen Unternehmen vor neuen Sicherheitsherausforderungen. Besonders betroffen sind Branchen mit hochsensiblen Daten, wozu auch der Finanzsektor zählt. Deshalb beschäftigen sich unter anderem auch Bankinstitute immer intensiver mit der Quantentechnologie, um in Zukunft die Vorteile der neuen Entwicklungen zu nutzen und Risiken einzudämmen. So wird zum Beispiel bereits eine eigene Quantum Safe Cryptography entwickelt. Mit diesen neuen Verschlüsselungstechniken soll die Gefahr leicht geknackter Codes verhindert werden.

Geduld ist gefragt

Experten rechnen, dass es bis zur Marktreife von Quantencomputern noch rund 10 bis 15 Jahre dauern wird. Und trotzdem: Das Interesse der unterschiedlichsten Unternehmen an den neuen Entwicklungen des Quantencomputings steigt. Das zeigt sich an den wachsenden Kooperationen zwischen Forschungsinstituten, IT-Entwicklern und der Industrie. Warum tun sie das? Weil jetzt der ideale Zeitpunkt ist, um in diese neue Technologie hineinzuschnuppern und relativ risikoarm zu experimentieren. Heute ist man noch nicht so weit, dass die Firmen bereits einen echten Vorteil vom Quantencomputer haben, aber die Usecases, die jetzt kontinuierlich entwickelt werden, bereiten auf die Zeit vor, wenn der Quantencomputer eines Tages tatsächlich einen Vorteil bringt.

Der mögliche wirtschaftliche Quantensprung

Ein eigener Quantencomputer ist deshalb für die meisten Unternehmen noch unrentabel. Statt kompletten Rechnern reichen anfangs Quantensensoren aus. Optimal ist der Zugang über Plattformen, auf denen man Quantencomputer nutzen kann. IT-Unternehmen wie IBM setzen Quantencomputer in die Cloud, sodass interessierte Firmen davon Gebrauch nehmen können. Auf diese Weise haben auch KMUs die Möglichkeit, in die Welt des Quantencomputings einzutauchen. Eventuell sogar, um neue Geschäftsfelder zu entwickeln, die auch dem Unternehmen einen Quantensprung verleihen. Intensive Tests laufen bereits: Bei welchen Aufgaben und Anwendungen bietet Quantencomputing wirtschaftliche Vorteile und wo lassen sich diese am schnellsten realisieren? In jedem Fall ist es wichtig, dass sich die Unternehmen rechtzeitig mit den notwendigen Skills ausstatten, um für den Zeitpunkt X gerüstet zu sein.