Mit Quantencomputing in die Zukunft

Der nächste große Schritt der IT ist zweifellos Quantencomputing – unabhängig davon, dass das binäre System nicht so schnell davon abgelöst wird. Die Forschung rund um Qubits, Quantenmechanik und Co bietet einige Herausforderungen, etwa die Dekohärenz. Prof. Patrick Glauner über den Status Quo des Quantencomputing und dessen unternehmerischen Mehrwert.

Quantencomputing, Professor Glauner

Prof. Glauner von der Fakultät Angewandte Informatik der TH Deggendorf.

Prof. Glauner, die Bedeutung on Quantencomputing wird steigen und damit auch die Aufmerksamkeit, die das Thema verdient. Aber welche Herausforderungen stehen dem aktuell noch im Weg?
Ein Quanten-Bit (Qubit), kann mit einem gewissen Anteil gleichzeitig in zwei Zuständen sein, was man Superposition nennt. Durch Kombination mehrerer Qubits können folglich mehr Zustände gleichzeitig erreicht werden. Dadurch bekommen sie eine sehr starke Parallelisierung, wodurch gewisse Rechenprobleme sehr effizient gelöst werden können.

Je größer das zu lösende Problem ist, desto mehr Qubits sind nötig. Hier kommt die Dekohärenz ins Spiel– sie tritt stärker auf, je mehr Qubits man miteinander verbindet. Letztere verlieren also ihren Zustand. Die Dekohärenz zu verringern ist die aktuell größte Aufgabe.

Eine weitere Herausforderung begegnet uns auf der Ebene des Programmierens. Wir fangen hier komplett von vorne an: Im Gegensatz zum normalen Programmieren haben wir hier kein Abstraktionslevel und die Menschen, die sich hier sinnvoll einbringen können, sind noch nicht so zahlreich. Das Ziel beim Quantencomputing muss es sein, auf dasselbe Abstraktionsniveau zu kommen.

Nichtsdestotrotz wird das Thema weiter kommerzialisiert und in den nächsten Jahren gewinnbringend eingesetzt werden. Entsprechend wichtig ist es, dass sich Unternehmen frühzeitig damit auseinandersetzen und auch ein Stück weit ins Wagnis gehen.

Traditionelle Verschlüsselung wird mittelfristig durch Quantencomputing geknackt

Welchen Mehrwert haben Unternehmen vom Quantencomputing?
Sie profitieren vor allem bei Optimierungsproblemen: Mögliche Anwendungsfälle sind Supply Chain Management und Produktionsprozesse. Zusammen mit KIs ergibt sich ein riesiges Potential für enorm viele Branchen und Unternehmen. Es könnten aber auch Verschlüsselungen mit einem Quantencomputer fast exponentiell schneller geknackt werden. Deshalb wäre eines Tages die traditionelle Verschlüsselung sozusagen in Gefahr, wenn immer stärkere Quantencomputer auf dem Markt sind.

Welche Berufsfelder entstehen, wenn sich Quantencomputing ausbreitet?
Das sind auf jeden Fall mehrere: Einmal der Experte für die Entwicklung von Quantencomputing-Software – mit einem gewissen Hintergrund in Quantenphysik. Dazu kommen Experten für die Entwicklung von Quanten-Hardware, wobei hier das physikalische Wissen noch stärker zählt. Die dritte wichtige Rolle geht an die Business-Developer, die in neuen Bereichen Geschäftspotentiale sowie -modelle entdecken.

Wo können Interessierte sich denn bereits im Studium mit Quantencomputing beschäftigen?
Da empfehle ich meine Hochschule, die TH Deggendorf und den englischsprachigen Master für High Performance Computing and Quantum Computing. Daneben haben ein Kollege und ich noch eine Vertiefungsvorlesung aufgelegt, in der Studierende der gesamten Hochschule die Grundlagen des Quantencomputing lernen können. Unser Ansatz ist interdisziplinär, man benötigt aber Kenntnisse in Höherer Mathematik und Programmier-Know how. Wer nur Business-Kenntnisse hat, wird sich daher schwertun.

Ohne Innovationsmanagement kein echter Mehrwert

Dennoch ist auch BWL-Know-how wichtig.
Richtig, ein technisches Studium ist sehr wichtig in der heutigen Zeit, um Innovationen umsetzen zu können. Essenziell ist aber auch, dass die Absolvent:innen am Ende verstehen, wie man mit dem Erlernten auch wirklich einen Mehrwert schaffen kann. Bei KI passiert es häufig, dass Absolvent:innen in Unternehmen Prototypen bauen, die sich nicht sinnvoll in das Unternehmen integrieren lassen. Studierende sollen daher auch verstehen, wie Innovationsprozesse und Innovationsmanagement funktionieren und wie man mit der Technologie einen Mehrwert schafft. In Deggendorf habe ich deshalb eine Vorlesung aufgelegt, in der Studierende zusätzlich im Innovationsmanagement spezifisch auf KI geschult werden.

Sie sind aber nicht nur an der Hochschule aktiv, sondern beraten auch den Bundestag. Wie ist das so?
Es gab letztes Jahr eine gemeinsame Sitzung des Europa-Ausschusses des Deutschen Bundestages zusammen mit dem Europa-Ausschuss des französischen Parlaments. Ich war als einer der zwei deutschen Sachverständigen geladen, was für mich eine große Ehre und auch Anerkennung für meine Arbeit war. Es ging um die geplante KI-Verordnung, weil die EU-Kommission das Thema KI für alle Branchen regulieren möchte. Allerdings gibt es dafür aus meiner Sicht eigentlich keinen Bedarf, zweitens wird dadurch umfassende Bürokratie erschaffen. Darunter würde die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Unternehmen leiden, gerade im Vergleich zu China und der USA. Am Ende muss natürlich die Wirtschaft für den Menschen da sein, da wir in einer sozialen Marktwirtschaft leben. Aber ohne Unternehmen funktioniert das eben auch nicht. Die EU hat das leider nicht verstanden.

Welche Tipps würden Sie Absolvent:innen geben, die sich aktuell Richtung KI und Quantencomputing orientieren?
Wenn man jetzt in die Berufswelt eintreten möchte, ist es hilfreich, sich vor allem mit dem klassischen Computing auseinanderzusetzen. Damit wird zunächst die erste Erfahrung gesammelt und der Lebensunterhalt verdient. Ins Quantencomputing arbeitet man sich nebenbei ein, sodass man den Wandel in den nächsten Jahren mitbegleitet.

Außerdem gibt es viele spannende online-Plattformen wie Coursera, wo man relativ leicht und teilweise auch kostenlose Kurse absolvieren kann. Zum Teil referieren dort sehr bekannte Professoren. Wer lesen möchte, kann gerne meine Bücher nutzen, die man auf glauner.info findet – insbesondere das Buch Innovative Technologies for Market Leadership. Die Themen darin sind so erklärt, so dass es auch der Entscheidungsträger versteht, ohne zuvor fünf Jahre KI studiert haben zu müssen.


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