Fit für den Sprung ins Quantenzeitalter?

Ob große Durchbrüche in der Medizin und im Ingenieurwesen oder disruptive Einflüsse auf die Sicherheit aktueller Verschlüsselungstechnologien – Quantentechnologien besitzen das Potenzial, unsere Wirtschaft und Gesellschaft künftig schlagartig zu ändern. Für Unternehmen heißt das, sich schon jetzt auf die damit einhergehenden Herausforderungen vorzubereiten und mögliche Geschäftsperspektiven frühzeitig auszuloten. Um nicht vom Wandel überrascht zu werden und um eine »Quantum Readiness« zu erreichen, haben Wissenschaftler*innen Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS den »IAIS Evo Annealer« entwickelt, mit dem Unternehmen das Potenzial von Quantentechnologien nutzen können, ohne auf einen Quantencomputer zugreifen zu müssen.

Mit dem IAIS Evo Annealer lässt sich prüfen, inwiefern sich mathematischen Probleme künftig mit Quantencomputing lösen lassen. Die Berechnung mit dem IAIS Evo Annealer ist zwar nicht ansatzweise so schnell wie eine Berechnung auf einem Quantencomputer, aber bereits deutlich effizienter als bisher möglich. Je nach Größe können einige Probleme sogar in Echtzeit gelöst werden.

»Mithilfe unserer Beratung können Unternehmen einschätzen, in welchem Maß sie sich auf diese potenziell disruptive Technologie vorbereiten müssen und wo sie konkret als kompetitiver Vorteil realisiert werden kann«, sagt Dr. Nico Piatkowski, Senior Scientist im Bereich Quantum Machine Learning (QML) am Fraunhofer IAIS. »Uns ist dabei wichtig, QML nicht als Lösung für alle Probleme darzustellen. Es gibt gewisse Anforderungen, die Unternehmen erfüllen müssen – aber auch dazu beraten wir und helfen beim Aufbau von Expertise«.

Potenzial für Logistik, Finanzbranche, Produktion

Besonders vielversprechend sind Quantentechnologien für sehr rechenintensive Aufgaben, wie zum Beispiel mathematische Probleme, die kurzfristig gelöst werden müssen oder besonders viele Variablen enthalten. »Darunter fallen Optimierungsprobleme jeglicher Art, die bisher nicht optimal gelöst werden können oder sehr viel Zeit für die Berechnung beanspruchen. Das ist etwa der Fall bei der Routenberechnung in der Logistik, Portfolioanalysen in der Finanzbranche oder der Berechnung von Materialbedarf in der Produktion«, erklärt Piatkowski. Insbesondere auch für die Künstliche Intelligenz (KI) sehen die Wissenschaftler*innen viel Potenzial im Quantencomputing. Teil ihrer Forschung am Fraunhofer IAIS besteht aktuell darin, die Technologie mithilfe von Quantencomputern von D-Wave und IBM für Maschinelles Lernen und KI nutzbar zu machen.

Auf der »Laser World of Photonics 2022« können Interessierte im Sonderbereich »World of Quantum« einen Demonstrator des IAIS Evo Annealers des Fraunhofer IAIS am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand testen. Unternehmen sind eingeladen, eigene mathematische Probleme mitzubringen und direkt am Stand berechnen zu lassen.