Ist es an der Zeit, sich auf das Quantencomputing vorzubereiten?

Kürzere Forschungszeiten für innovative Medikamente, Heilung von Krankheiten, dynamisches Management großer Flotten von Logistikunternehmen, Produkte, die früher und in besserem Zustand ankommen, Reduzierung von Tonnen von Kohlenstoffemissionen…

Dies sind nur einige der Anwendungen des Quantum Computing, aber es hat das Potenzial, diese und viele andere Bereiche zu verändern, weshalb viele Technologieunternehmen und Regierungen Milliarden in seine Entwicklung investieren. Wir analysieren ihre Vorteile, die Revolution, die sie bringen kann, woraus sie besteht und wie wir sie in unserem Unternehmen nutzen können.

Einstieg in die Welt des Quantum Computing

Obwohl es bereits einige frühere Beispiele gab, müssen wir bis ins Jahr 1994 zurückgehen, um die erste relevante Präsentation eines Quantencomputer-Algorithmus zu finden. Der Mathematiker Peter Shor war dafür verantwortlich und sprach von der Möglichkeit, die Zeit, die zum Finden der Primfaktoren einer großen Zahl von Zahlen benötigt wird, von Milliarden von Jahren mit einem herkömmlichen Computer auf einige Tage mit einem Quantencomputer zu reduzieren.

Das war ein enormer Durchbruch, denn die Primfaktorzerlegung ist die Grundlage für einen Großteil unserer heutigen Verschlüsselungs- und Datensicherheitsinfrastruktur. Sieben Jahre später demonstrierten IBM-Wissenschaftler den Shor-Algorithmus zum ersten Mal erfolgreich auf einem Quantencomputer und bewiesen damit, dass er funktioniert und dass Quantencomputer gebaut werden können.

Solche Computer lösen Probleme exponentiell schneller und mit weniger Stromverbrauch als herkömmliche Computer. Um dies zu verstehen, stellen wir uns ein Labyrinth vor. Ein klassischer Computer muss einen Weg nach dem anderen durchlaufen, bis er den Ausgang findet. Der Quantencomputer ist jedoch in der Lage, mit allen Pfaden gleichzeitig zu arbeiten. Ein klassischer 8-Bit-Computer kann nur eine einzige Zahl von 0 bis 255 darstellen, während ein 8-Qubit-Quantencomputer beim Lesen dieser 8 Qubits die Wahrscheinlichkeit einer Zahl von 0 bis 255 darstellen kann. Das ist ein Vektor von 256 komplexen Zahlen.

Kurz gesagt, eine klassische binäre Recheneinheit, oder Bit, kann einen Wert von 0 oder 1 enthalten, während ein Qubit eine 0, eine 1 oder ein beliebiges Verhältnis von 0 und 1 darstellen kann.

Quanteninformatik und Wirtschaft

Mit Hilfe des Quantencomputings können Unternehmen ihre Investitionsstrategien, Verschlüsselung oder Produktfindung besser optimieren.

Viele Technologiegiganten wie Microsoft, Honeywell und IBM investieren in das Rennen um den nächsten Quantendurchbruch. Google beispielsweise hat sich verpflichtet, Milliarden von Dollar auszugeben, um bis 2029 einen funktionsfähigen Quantencomputer zu bauen, und investiert zu diesem Zweck massiv in Forschung und Einrichtungen.

Der Vormarsch des Quantencomputers wird das Geschäftsumfeld in zweierlei Hinsicht verändern:

• Ein negativer Faktor: Die Infrastruktur ist Cyberangriffen auf Unternehmen ausgesetzt, die nicht auf den neuesten Stand gebracht wurden, um die digitale Privatsphäre und die Sicherheit in öffentlichen Netzen zu gewährleisten.
• Ein positiver Faktor: eine explosionsartige Zunahme der algorithmischen Leistung, die es uns ermöglichen wird, Aufgaben zu erfüllen, die heute unmöglich sind, und die unsere Welt neu gestalten wird.

Geschäftsmöglichkeiten im Bereich des Quantum Computing

Auf kurze Sicht werden nur wenige Unternehmen Quantencomputer besitzen. Stattdessen wird es ein Cloud-Computing-Modell geben, bei dem Unternehmen Zugang zu Quantencomputern mieten, die von einer kleinen Anzahl spezialisierter Anbieter wie Azure Quantum gehostet werden.

Sie werden jedoch nicht isoliert genutzt werden, sondern Teil einer Hybridlösung sein, bei der die Aufgaben dem jeweils am besten geeigneten Computer (Quanten- oder klassischer Computer) zugewiesen werden. Diese Cloud-Infrastruktur wird die gemeinsame Nutzung von Ressourcen ermöglichen und Größenvorteile schaffen, die die Kosten senken und den Zugang verbessern, während sie gleichzeitig die Nachfrage steigern und den Prozess beschleunigen.

Einige der Anwendungen und Geschäftsmöglichkeiten, die das Quantencomputing eröffnen wird, sind:

• Kryptographie: Dies ist einer der häufigsten Bereiche, wenn es um Quantencomputer geht. Mit herkömmlichen Computern ist es nicht möglich, die Verschlüsselung zu knacken, die eine sehr große Primzahlfaktorisierung verwendet. Mit Quantencomputern könnte diese Verschlüsselung trivial werden, was zu einem viel stärkeren Schutz unserer digitalen Werte führt.
• Luftfahrt: Die Quantentechnologie wird eine komplexere Computermodellierung ermöglichen, z. B. in der Luftfahrt. Dadurch können enorme kommerzielle Vorteile in Bezug auf Zeit und Kosten bei der Flugroutenplanung erzielt werden.
• Datenanalyse: Unternehmen wie die NASA erforschen diese Technologie, um die riesigen Datenmengen zu analysieren, die sie über das Universum sammeln, und um bessere und sicherere Methoden für die Raumfahrt zu entwickeln. Andererseits wird sie helfen können, große Probleme zu lösen, wie z.B. bei der topologischen Analyse, bei der geometrische Formen sich auf bestimmte Weise verhalten und Berechnungen beschrieben werden, die für herkömmliche Computer unmöglich sind und die relativ einfach werden würden.
• Vorhersagen: Wir müssen uns auf große und komplexe Datensätze stützen, um Vorhersagen zu treffen und verschiedene Szenarien vorherzusagen. Derzeit sind sie auf eine bestimmte Anzahl von Faktoren beschränkt, während es viel länger dauern würde, die Vorhersage zu treffen, wenn mehr Faktoren hinzukämen. Mit Hilfe des Quantencomputings kann dies genauer erfolgen, was auch große wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.
• Mustersuche: Das Auffinden von Sequenzen in Daten hilft uns, zukünftige Muster vorherzusagen. Zum Beispiel, wenn es um die Verkehrsbedingungen in der Vergangenheit geht. Der Abgleich von Verkehrsmustern und die Vorhersage des Verhaltens eines ganzen Systems wie des Verkehrs ist heute undenkbar, aber mit Quantencomputing kann sich alles ändern.
• Medizin: Pharmaunternehmen brauchen mehr als zehn Jahre, um ein Medikament zu entdecken und auf den Markt zu bringen, was eine enorme Investition von Geld und Zeit bedeutet. Quantencomputing kann die Kosten und die Zeit bis zur Markteinführung drastisch reduzieren, bereits zugelassene Medikamente leichter für neue Anwendungen wiederverwenden und Chemiker in die Lage versetzen, Entdeckungen schneller zu machen.

Dies sind nur einige der Anwendungen dieser Technologie, aber es gibt noch Tausende mehr.

Warum könnten Unternehmen an der Verwendung von Quantencomputern interessiert sein

Es ist schwer, ein genaues Datum zu nennen, wann der erste funktionierende Quantencomputer verfügbar sein wird. Es ist also nicht zu früh, um darüber nachzudenken, wie dieser Durchbruch Ihre digitalen Investitionen ankurbeln, Branchen umgestalten oder Innovationen vorantreiben kann.

Es ist also nicht zu früh, darüber nachzudenken, wie dieser Durchbruch Ihre digitalen Investitionen ankurbeln und Branchen verändern kann, um Innovationen voranzutreiben. Ein solides Verständnis der Anwendungen der Quantenphysik ist für Ihr Unternehmen von entscheidender Bedeutung, um von den Vorteilen zu profitieren und die Fallstricke zu vermeiden, die sie in den nächsten Jahren mit sich bringen wird. Der erste Schritt besteht darin, das Potenzial des Quantencomputings in Ihrer Branche zu bewerten, wie die Wettbewerber die Technologie angehen und was wir brauchen, um den Sprung zu schaffen. Sie müssen die richtigen Anwendungsfälle für Ihr Unternehmen identifizieren, die richtigen Partner auswählen und ein Managementsystem entwickeln, das es Ihnen ermöglicht, kurzfristig einen geschäftlichen Nutzen zu generieren und langfristig weitere Verbesserungen zu erwarten.

Es ist sehr wichtig, diese Anwendungsfälle frühzeitig zu identifizieren und die Herausforderungen beim Management der Erwartungen zu klären. Es kann nachgewiesen werden, dass sie in kleinem Maßstab funktionieren, und wenn die Anzahl der Qubits in Quantencomputern wächst, können dieselben Algorithmen auf größeren Datenmengen ausgeführt werden. Die Kapazität von Quantencomputern wächst exponentiell, d. h. für jeden Computer, der ein weiteres Qubit erhält, verdoppelt sich die Rechenkapazität.

Wir von Plain Concepts können Ihnen helfen, sich auf diese neue Technologiewelle vorzubereiten, die die Art und Weise, wie wir Geschäfte machen, verändern wird.