Quantencomputer werden von IT-Experten als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhundert angesehen. Im Mittelstand scheuen viele bislang den Einstieg in die komplexe Materie. KMU sind jedoch gut beraten, sich schon jetzt mit dem Thema auseinanderzusetzen.
Quantencomputer laufen mit Prozessoren, die auf den Gesetzen der Quantenmechanik beruhen. Diese arbeiten zwar ebenso wie herkömmliche Rechner mit einem binären System. Allerdings nicht auf Basis elektrischer Zustände, also Strom an oder Strom aus, sondern mithilfe quantenmechanischer Eigenschaften wie zum Beispiel dem Energieniveau in Atomen oder Molekülen. Damit lassen sich komplexe Probleme, wie die Suche in sehr großen Datenbanken oder die Berechnung sehr großer Zahlen, viel effizienter lösen und die benötigte Rechenzeit erheblich verkürzen.
Ein Projekt des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWK) ermöglicht es speziell KMU, sich mit diesem Zukunftsthema auseinanderzusetzen. Das Projekt PlanQK – Plattform und Ökosystem für Quantenunterstützte Künstliche Intelligenzwill nicht weniger, als Künstliche Intelligenz (KI) und Quantencomputing miteinander zu verbinden. Denn gerade innovative KI-Anwendungen benötigen enorme Rechenleistung, bei der herkömmliche Computer an ihre Grenzen stoßen. Deswegen setzt das BMWK auf die Nutzung der weitaus größeren Rechenkapazitäten, die Quantencomputer bieten.
Schnellere Lösungen für komplexe Probleme
Neben der künstlichen Intelligenz umfassen aktuelle Anwendungen des Quanten-Computing vor allem Optimierungsverfahren, chemische Simulationen sowie maschinelles Lernen. Auch Innovationen und neue Geschäftsmodelle sollen damit machbar sein – zum Beispiel in der Finanzbranche. So ermöglicht die Anwendung sogenannter quanteninspirierter Methoden auf große anonymisierte Datensätze, Kreditkartenbetrug in Echtzeit zu verfolgen.
In Sachen Nachhaltigkeit und Klimaschutz sollen Quantencomputer künftig helfen, Ressourcen einzusparen und Logistikprozesse zu optimieren. Im Energiemanagement zum Beispiel helfen quantenbasierte Vorhersagemodelle, eine kontinuierliche Stromversorgung trotz schwankender Produktionsmenge aus erneuerbaren Energien sicherzustellen. So fließt auch dann kontinuierlich Strom, wenn keine Sonne scheint und kein Wind weht.
Vielfältige Anwendungsbereiche für Quantencomputer
Bislang stehen nur wenige Quantencomputer für den produktiven Einsatz zur Verfügung. Deswegen ermöglicht das PlanQK-Projekt interessierten Anwendern über Cloud-Services Zugang zu der Technologie. Darüber nutzen sie Rechenkapazitäten für ihre speziellen Anwendungen, die der Computer dann zentral bearbeitet – also letztendlich wie bei den Vorläufern des Internets in den 1960er Jahren, als kleinere Universitäten in den USA sich zu lokalen Netzwerken zusammenschlossen, um gemeinsam die damals üblichen Großcomputer besser auszulasten. Auf diese Weise können heute mittelständische Unternehmen erste praktische Erfahrungen mit Quantencomputern sammeln und eigene Projekte vorantreiben.
Dabei ergeben sich gerade im produzierenden Gewerbe vielfältige Anwendungsbereiche. In der industriellen Produktion etwa ermöglicht Quantencomputing eine optimale Auslastung der Maschinen unter Berücksichtigung vieler verschiedener Faktoren wie der Bereitstellung der Rohmaterialien oder der Länge einzelner Fertigungsschritte. Sogenannte Predictive Maintenance Modelle können anhand von Leitungsgeräuschen frühzeitig Rohrbrüche erkennen. Und sogar Dienstpläne und Telefonnetze lassen sich mithilfe von Quantencomputern optimieren.
Gute Marktchancen bei frühzeitigem Einstieg
Das meiste davon ist zwar noch Zukunftsmusik, aber laut einer BMWK-Studie soll die weltweite Wertschöpfung im Bereich Quantencomputing-Software bereits im Jahr 2030 doppelt so hoch sein wie bei der Hardware. Allein für Deutschland erwartet das Bundeswirtschaftsministerium ab 2050 eine jährliche Wertschöpfung von bis zu 53,1 Mrd. Euro. Gesellschaft und Wirtschaft befinden sich also möglicherweise an einem spannenden Wendepunkt, in dem eine neue Technik langsam marktreif wird. Wer jetzt früh dabei ist, kann sich einen Vorteil sichern. Es lohnt sich also für Unternehmen, sich bereits heute mit Quantencomputern auseinanderzusetzen und die damit verbundenen Markt- und Anwendungspotenziale frühzeitig zu evaluieren.
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