Die Zukunft ist immer ein Versprechen, keiner kann vorlaufen und nachschauen, wie es wird – vielleicht noch nicht. Zeitreisen verspricht Quantencomputing keineswegs, aber Jan Leisse, CEO eines führenden Quanten-Computing-Scale-Ups aus Siegen, zeigt auf, wie Quantencomputing die Welt verändern kann und was es für die Gesellschaft bedeutet.

In einer Welt, die zunehmend durch technologischen Fortschritt definiert wird, steht das Quantencomputing bereit, nicht nur die Landschaft der Informatik, sondern auch die technisch herausforderndsten Bereiche unserer Wirtschaft und Gesellschaft angehen. Die Zukunft unterscheidet nicht mehr zwischen 1 oder 0, sondern nutzt den umfangreichen und kontinuierlichen Rechenraum der Quantenwelt. Was so schön divers klingt, ist die Schönheit der Quantenmechanik. Aber der Weg muss noch gelaufen werden, bis Quantencomputing aus dem Labor in die praktische Anwendung kommt.

Quantencomputing repräsentiert einen Paradigmenwechsel im Computing, der weit über das hinausgeht, was mit klassischem Computing möglich ist. Während klassische Computer mit Bits arbeiten, die entweder den Zustand 0 oder 1 annehmen können, operieren Quantencomputer mit Qubits, die dank der Prinzipien der Quantenmechanik in einem Zustand der Überlagerung existieren können. Diese Fähigkeit ermöglicht Quantencomputern, eine Vielzahl von Berechnungen extrem zu verkürzen, was ihre potenzielle Rechenleistung exponentiell steigern wird. Unsere Mission ist dabei, wissenschaftliche Theorie in die Praxis zu übersetzen.

Quantencomputing kann KI explodieren lassen
Quantencomputing ist nicht einfach nur ein weiterer Schritt in der Evolution der Rechentechnik; es ist ein gewaltiger Sprung, der die Landschaft der künstlichen Intelligenz (KI) auf ein komplett neues Level bringen könnte. Stellen Sie sich vor, KI-Systeme, die heute noch mit der Verarbeitung komplexer Datenmengen oder der Lösung fortgeschrittener Optimierungsprobleme kämpfen, erhalten plötzlich einen Turbo. Das ist ein weiteres Versprechen von Quantencomputern: Sie können potenziell Berechnungen durchführen, für die selbst die mächtigsten Supercomputer der heutigen Zeit Jahre benötigen würden – und das in Sekunden.

Mit ihrer Fähigkeit, eine enorme Anzahl von Möglichkeiten gleichzeitig zu analysieren, könnten Quantencomputer die Art und Weise, wie wir über maschinelles Lernen und tiefe neuronale Netze denken, radikal verändern. Stellen Sie sich KI-Systeme vor, die in der Lage sind, aus Datenmengen zu lernen, die so umfangreich sind, dass sie heute praktisch unzugänglich sind. Oder Algorithmen, die so komplex sind, dass sie menschenähnliche Flexibilität und Intuition in der Problemlösung erreichen können.

Diese Technologie hat das Potenzial, die Entwicklung von KI zu beschleunigen, indem sie Barrieren in der Datenverarbeitung und Algorithmik niederreißt. Von der medizinischen Forschung über die Finanzmärkte bis hin zur Klimamodellierung – die Bereiche, in denen KI durch Quantencomputing verstärkt werden könnte, sind grenzenlos. Die Synergie zwischen Quantencomputing und KI könnte uns in eine Zukunft führen, in der KI nicht nur menschliche Aufgaben nachahmt, sondern sie in einer Weise erweitert und verbessert, die wir uns heute kaum vorstellen können.

Kurz gesagt, Quantencomputing zielt auf das Versprechen ab, die Grenzen der KI nicht nur zu erweitern, sondern komplett neu zu definieren. Es ist die Art von Technologie, die man als Gamechanger bezeichnen kann.

Wirtschaftliche und gesellschaftliche Revolution
Die Auswirkungen des Quantencomputings werden weitreichend sein, von der Wissenschaft über die Medizin bis hin zur Cybersicherheit. Besonders im Bereich des Bankings sehen Marktanalysen beispielloses Transformationspotenzial. Quantencomputing habe das Potenzial, Finanzmärkte zu optimieren, Risikoanalysen zu revolutionieren. Doch mit großer (Rechen-)Macht kommt auch große Verantwortung. Durch die Fähigkeit von Quantencomputern entstehen Sicherheitsrisiken, da bestehende Verschlüsselungsmethoden ihre Wirkung komplett verlieren. Der Tag, wenn Quantencomputing in der Lage sein wird, alle gängigen Verschlüsselungen zu knacken, wird „Q-Day“ genannt und erfordert ein ganz neues Denken in der Cyber-Security.

Wir müssen global zusammenarbeiten; Quantencomputing darf keine Insel-Wissenschaft werden, sonst wird es wild: Die Entwicklung und Implementierung von Quantentechnologien kann nicht im Alleingang erfolgen. Sie erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern, Technologieunternehmen, Regierungen und der Industrie. Bei eleQtron sind wir überzeugt, dass durch gemeinsame Anstrengungen das volle Potenzial des Quantencomputings realisiert werden kann, zum Wohle der Menschheit und zur Lösung der drängendsten Probleme unserer Zeit. Dabei bleibt Quantencomputing aber nur das Tool. Die Ideen, die Umsetzung, das Genie bleibt dabei selbstverständlich in den Experten-Feldern.

Wir brauchen die Einfachheit von Apple
Aber da sind wir noch nicht: Zunächst ist unbestreitbar, dass Quantencomputing – zumindest in seinen frühen Phasen – hochspezialisiertes Wissen erfordert. Die Grundprinzipien der Quantenmechanik und die Art und Weise, wie Quantencomputer Informationen verarbeiten, unterscheiden sich grundlegend von allem, was wir in der klassischen Computertechnologie kennen. Die Entwicklung von Quantenalgorithmen, das Verständnis der Quantenverschränkung und die Fähigkeit, Quantenzustände zu manipulieren, erfordern ein tiefes Verständnis der zugrundeliegenden Physik sowie fortgeschrittene mathematische Kenntnisse.

Das bedeutet nicht, dass Quantencomputing für immer nur einer Elite von Wissenschaftlern und Technikern vorbehalten sein wird. Im Gegenteil: Wir bei eleQtron sind überzeugt, dass die Demokratisierung der Quantentechnologie sowohl möglich als auch erstrebenswert ist. Durch die Entwicklung benutzerfreundlicher Schnittstellen, die Komplexität abstrahieren, und durch die Bereitstellung von Tools, die es Entwicklerinnen und Entwicklern ermöglichen, Quantenalgorithmen zu nutzen, ohne Experten in Quantenphysik zu sein, werden wir Quantencomputing einem breiteren Publikum zugänglich machen können.

Wie kommen wir dahin? Ein Schlüssel zur Demokratisierung des Quantencomputings ist die Bildung. Wie bei jeder neuen Technologie müssen wir in Ausbildung und Weiterbildung investieren, um eine breite Basis von Nutzern aufzubauen. Langfristig muss das Ziel sein, dass Quantencomputing nicht nur ein Werkzeug für Spezialisten bleibt, sondern dass seine Vorteile von einer Vielzahl von Menschen genutzt werden können – von Forschern, die komplexe Probleme lösen, über Unternehmen, die ihre Datenverarbeitung optimieren wollen, bis hin zu Einzelpersonen, die an der Spitze der technologischen Entwicklung teilhaben möchten. Dabei wird die Quantentechnologie sicherlich ihre Komplexität behalten, aber die Art und Weise, wie wir mit ihr interagieren, wird sich weiterentwickeln und vereinfachen. Am Beispiel Apple haben wir gesehen, wie einfach das Komplizierte sein kann. Keiner muss Halbleiter oder Transistoren verstehen oder weiß, was das Betriebssystem auf einem Smartphone macht, Hauptsache es funktioniert. Und da lohnt es sich doch, ein Stück Apfel abzubeißen und Technologie zu abstrahieren. Denn von den Besten zu lernen hat noch keiner Technologie geschadet.

eleQtron GmbH

Technologische Basis

• Ionenfallen
• Mikrowellensteuerung
• Quanteninformation
• Mikro- und Nanotechnologie
• Integrierte Photonische Systeme

Innovation

• MAGIC-Technologie (MAgnetic Gradient Induced Coupling)
• Skalierbare Quantencomputing Architektur

Primäre Anwendungsfelder

• Künstliche Intelligenz
• Quantensimulation
• Optimierungsprobleme
• Materialwissenschaften
• Pharmaindustrie

Impact

• Neues Paradigma der Informationsverarbeitung
• Energieeffizientes Rechnen
• komplexe Berechnungen in Sekundenschnelle
• Erschließung neuer algorithmischer Problemfelder

eleqtron.com