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Quantentechnologie in Bayern und Deutschland: Interview mit Prof. Michael Dowling

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Quantencomputer - eine neue Zukunftstechnologie

Die Digitalisierung bietet Chancen und Risiken. Als vielversprechende Technologie gelten sogenannte Quantencomputer. Sie bieten Rechenleistung, für die klassische Computer Jahre brauchen würden, in Sekunden. Was heißt das für die Unternehmen ?

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Von
  • Christian Sachsinger
  • Jürgen Seitz
  • Christine Bergmann

Die neue Generation von Superrechnern macht sich die Besonderheiten der Quantenphysik zunutze – das ist die Welt der kleinsten Teilchen, wie zum Beispiel Elektronen. Und hier gelten eben ganz eigene Gesetze. So nimmt ein Quantenbit - nicht wie Bits in herkömmlichen Rechnern – den Zustand Null oder Eins ein - sondern beides Null UND Eins und zwar gleichzeitig. Luise Allendorf, Kuratorin beim Deutschen Museum, wo man derzeit eine Quantencomputer-Ausstellung plant, erklärt es so:

Das kann man sich vorstellen mit einer Münze die auf der Kante dreht. Weder Kopf noch Zahl, sondern beides gleichzeitig solange sie sich dreht. Das muss man sich beim Quantenbit auch so vorstellen.

Google hat bereits einen Quantencomputer mit 53 Quantenbits konstruiert. Ergebnis: es konnten 10 Millionen Milliarden Informationen, gleichzeitig verarbeitet werden – das ist eine Zahl mit 16 Stellen.

Viele Anwendungen in der Wirtschaft denkbar

Quantencomputer sind also extrem bzw. leistungsfähig. Mit Quantencomputern lassen sich digitale Verschlüsselungen etwa von E-Mails womöglich bald in kürzester Zeit knacken. Auch in der Materialwirtschaft sind ganz neue Erkenntnisse möglich. Und die Finanzbranche erhofft sich, die chaotischen Zustände an den Kapitalmärkten besser in den Griff zu bekommen und so ihre Chancen auf Gewinn zu optimieren.

Es geht darum diese Technologien in Deutschland verfügbar zu machen. Benötigt werden Unternehmen, Ingenieure, Programmierer, Informatiker, interdisziplinäre Gruppen um diese Technologie zum Laufen zu bringen. In Bayern wir das vom Munich Quantum Valley (MQV), einer Allianz aus Politik und Forschung, koordiniert. Am Ende sollen nach 5 Jahren 2 – 3 solcher Quantencomputer stehen, die dann für die Industrie, Wirtschaft und Forschung zur Verfügung stehen.

Unterdessen wird an anderer Stelle mit Quantencomputern bereits viel experimentiert. Gut einsetzten lassen sie sich etwa in der Materialforschung. Wenn man genau berechnen will, wie bestimmte Materialien reagieren, dann muss man in die Ebene der kleinsten Teilchen reinschauen, also eben in die Quantenebene. Marc Mattingly-Scott von IBM nennt ein konkretes Beispiel aus der Landwirtschaft, wo solche Erkenntnisse aus der Materialwirtschaft sehr nützlich wären:

Wenn ich die Reaktionseffizienz von Stickstoffgewinnung für die Agrarwirtschaft optimieren will, dann brauche ich einen Quantencomputer um die möglichen Reaktionen zu finden, die durchführbar sind. Stickstoff ist der Grundbestandteil von Dünger. Und diesen Stickstoff genau in dieses Molekül zu packen ist aufwendig. Wenn man diese benötigte Energie um ein paar Prozentsenken könnte, weil man es ein bisschen anders macht, dann hätte man umwelttechnisch einen riesen Impact.

Finanzbranchen zwischen Hoffen und Bangen

Stark interessiert an Quantencomputern ist auch die Investmentbranche. Kapitalmärkte sind ebenfalls extrem komplizierte Gebilde und wer hier die Wahrscheinlichkeiten für steigende oder fallende Kurse am besten ausrechnen kann, dem winken Milliardengewinne. Die Rechenleistung solcher Quantencomputer kann natürlich auch zu kriminellen Zwecken eingesetzt werden. In den Händen von Hackern sind sie zum Beispiel ein nicht zu unterschätzendes Gefährdungspozenzial für sogenannte "Kryptowährungen" wie Bitcoin und Co.

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