Besser als über das Potenzial von Quantencomputern nur zu diskutieren, sind Versuche mit der Technologie. Und welcher Branche ist zuzutrauen, als erstes Profit auf dieser Zukunftstechnologie zu schlagen? Die Automobilhersteller evaluieren bereits die Nutzenaspekte – der Raum für Experimente ist offen.
(©Bartek Wróblewski/stock.adobe.com)
Quantencomputer stellen eine der meistdiskutierten Zukunftstechnologien dar. Es wird aber nicht nur diskutiert, sondern auch investiert. Aktuell fließt zunehmend mehr Geld in den Wissens- und Infrastrukturaufbau von Quantentechnologien. Allein das Bundeswirtschaftsministerium stellt zwei Milliarden Euro im Rahmen des 2021 verabschiedeten Konjunktur- und Zukunftspakets für Forschung in Quantencomputing zur Verfügung. Bei Quantencomputern handelt es sich nicht um eine Erweiterung der rechnerischen Kapazitäten von heute, sondern um eine völlig neue Technologie. Selbst für versierte IT-Experten ist Quantencomputing in der Regel Neuland.
Ein Quantencomputer verarbeitet nicht seriell eine Abfolge einzelner Zahlen, wie es die binären Rechner leisten, sondern arbeitet mit Quantenzuständen mikroskopisch kleiner Systeme, sogenannten Qubits. Mathematisch betrachtet arbeiten Qubits gleichzeitig – in gewissem Sinne parallel – an allen möglichen Rechenlösungen. Das Ergebnis dieser wortwörtlich ganzheitlichen Betrachtung in Quantencomputern ist aber lediglich eine Wahrscheinlichkeitslösung. Denn Quantencomputer messen die Zustände von Qubits, bis sie eine Priorisierung für einen bestimmten Wert ergeben. Die Unschärfe, ein fundamentaler Aspekt der Quantenphysik, wird an dieser Stelle deutlich.
Ob die Rechenergebnisse von Quantencomputern gültige Lösungen sind, muss daher oft überprüft werden. Und dennoch ist die Errechnung durch einen Quantencomputer sowie die abschließende Prüfung oft viel schneller als eine klassische Rechnung. Neben der Fähigkeit, eine enorm hohe Anzahl von Kombinationen auswerten zu können, bieten die Wahrscheinlichkeitslösungen eines Quantencomputers weitere Chancen: Die Wahrscheinlichkeitsrechnungen führen zu echten Zufallszahlen, so dass beispielsweise Verzerrungen in Simulationsrechnungen vermieden werden können, die auf deterministische Zufallsgeneratoren zurückgehen. Es ist daher möglich, Simulationen mit Quantencomputern realitätsnäher zu gestalten. Darüber hinaus können alle Bereiche, in denen große, komplexe Systeme mit sehr vielen Parametern berechnet werden, von der Technologie profitieren.
Quantencomputer bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten, insbesondere für die Automobilbranche: von der Vertriebs- und Produktionsoptimierung über Simulationsrechnungen bis hin zum autonomen Fahren. Vor allem in Bezug auf autonomes Fahren könnte bereits existierende künstliche Intelligenz (KI) mit Quantencomputing kombiniert werden. KI wird heute prinzipiell zum Lernen eingesetzt, damit ein Fahrzeug sich selbst beibringt, wie es auf bestimmte Umwelteinflüsse reagieren kann. Aber dieser Prozess ist aufwendig: binär ausgerichtete KI benötigt viel Zeit, um die großen Datenmengen zu verarbeiten. Durch Quantencomputing können die Daten viel schneller analysiert und dadurch der Lernprozess des autonom fahrenden Autos beschleunigt werden. Automobilhersteller sind zudem immer wieder mit der Herausforderung konfrontiert, ihre Produktion zu optimieren. Sie erstellen Planungen, welche Modelle sie in welcher Menge in welchen Märkten verkaufen möchten.
Es muss errechnet werden, wie die Zielsetzungen zu den Ressourcen und Kapazitäten der Fabriken passen. Diese Aufgabe könnten Quantencomputer übernehmen, denn sie führen die Optimierungsrechnungen sehr schnell durch und können somit zur Kostensenkung und Umsatzerhöhung zeiteffizient beitragen. Doch der Einsatz von Quantencomputing ist nur in bestimmten Anwendungsszenarien in der Automobilindustrie sinnvoll und zielführend. Quantencomputing wird voraussichtlich nicht für Aufgaben wie die Suche in einer klassischen Datenbank verwendet werden. Extrem große Lösungsräume eignen sich hingegen schon: Beispielsweise können Quantencomputer bei der Simulation eines Autounfalls dabei helfen, die Schwachstellen an der Karosserie zu identifizieren oder die räumliche Veränderung eines bestimmten Punktes im Zuge des Unfalls festzustellen.
Deutsche Unternehmen verzeichneten Schäden durch Datenlecks in Höhe von durchschnittlich 4,9Mio.€ pro Fall. Laut einem aktuellen IBM-Report waren gestohlene oder kompromittierte Zugangsdaten dabei der häufigste Angriffsvektor.‣ weiterlesen
NIS-2 sorgt in vielen Köpfen für Unsicherheit. Dabei lässt sie sich gut mit der Hausordnung vergleichen, wie sie in Mehrfamilienhäusern oder Firmengebäuden existiert: Die europaweite Direktive ist das Regelwerk (Hausordnung), dessen Einhaltung Dienstleister (analog zum Hausmeister) für Unternehmen (quasi die Bewohner) sicherstellen. Doch was ist neu an NIS-2? Welche Maßnahmen müssen Firmen umsetzen? Dies erklärt die folgende Checkliste.‣ weiterlesen
Ein an der Technischen Chemie der Universität Duisburg-Essen (UDE) entwickelter 3D-Drucker soll dafür sorgen, dass Seltene Erden, ein wichtiger Bestandteil von Elektromotoren, effizienter genutzt werden können. Das Besondere: Das Baumaterial wird bereits während des Herstellungsprozesses analysiert, so dass eine Qualitätskontrolle in Echtzeit möglich ist.‣ weiterlesen
Durch Industrie 4.0 entstehen Datenräume für unterschiedlichste industrielle Anwendungen. Damit die heterogenen Prozesse und Systeme effizient ineinandergreifen, werden Standards für Datencontainer benötigt. Das Verbundprojekt David, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über drei Jahre mit rund 290.000€ gefördert wird, forscht daher an einem gemeinsamen Datenraum.‣ weiterlesen
Ein individueller Fahrradsattel bietet viel Komfort, doch sind im Markt erhältliche Sättel meist standardisiert. Fizik, ein Hersteller für Fahrradzubehör, will diesen Umstand mit seinem One-to-One-Programm adressieren. Dabei helfen die 3D-Druck-Technologien von Carbon.‣ weiterlesen
Wenn 2023 das Jahr war, in dem die Welt die generative KI entdeckte, dann ist 2024 das Jahr, in dem Unternehmen diese neue Technologie wirklich nutzen und daraus einen Nutzen ziehen.‣ weiterlesen
Die Blockchain ist vielen aus dem Finanzsektor bekannt, etwa wenn es um Kryptowährungen geht. Doch kann die Technologie auch in anderen Wirtschaftsbereichen einen Mehrwert bieten? Das Ifo Institut hat die Verbreitung der Blockchain untersucht.‣ weiterlesen
Neben der Industrie kann auch die Kultur- und Kreativbranche vom digitalen Zwilling profitieren. Wie? Das zeigt Siemens am Beispiel des Großen Festspielhauses in Salzburg.‣ weiterlesen
Nanorobotik, Quantum Computing oder grüner Wasserstoff: Europas Anteil an globaler Deep-Tech-Finanzierung ist laut einer McKinsey-Analyse auf 19 Prozent gestiegen. Darin beobachtet die Unternehmensberatung auch, dass die Finanzierung seit einigen Jahren rentabler ist als Investitionen in verbrauchernahe digitale Technologien.‣ weiterlesen
Werkzeugbahnen für Zerspanprozesse in CAM-Systemen zu planen erfordert Expertenwissen. Viele Parameter müssen bestimmt und geprüft werden, um die Bahnplanung Schritt für Schritt zu optimieren. Im Projekt CAMStylus arbeiten die Beteiligten daran, diese Aufgabe zu vereinfachen - per KI-gestützter Virtual-Reality-Umgebung.‣ weiterlesen
In einer Studie von Techconsult in Zusammenarbeit mit Grandcentrix wurden 200 Unternehmen ab 250 Beschäftigten aller Branchen zum Thema ESG in ihren Unternehmen befragt. Die Studie hebt die zentrale Rolle der jüngsten CSR-Direktive der EU bei der Förderung von Transparenz und Nachhaltigkeit in Unternehmen hervor. Dabei beleuchtet sie die Fortschritte und Herausforderungen bei der Umsetzung von Umwelt-, Sozial- und Unternehmensführungskriterien (ESG) im Zusammenhang mit der Nutzung von IoT-Technologien.‣ weiterlesen