July 6, 2020 / 6:02 AM / a month ago

Deutsche Firmen und Politik geben Gas beim Quantencomputing

Berlin (Reuters) - Google hat sie aufgescheucht. Im vergangenen Jahr stellte der US-Technologiekonzern seinen Quantencomputer vor und sprach von einer Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Rechnern - zumindest bei speziellen Aufgabenstellungen.

Hewlett-Packard ProLiant commercial data servers destined for cloud computing are assembled by workers at a company manufacturing facility in Houston November 19, 2013. REUTERS/Donna Carson (UNITED STATES - Tags: BUSINESS SCIENCE TECHNOLOGY)

Seither haben Firmen wie auch Staaten weltweit ihre Bemühungen verstärkt, den Rechnern, die auf den Gesetzen der Quantenmechanik basieren, zum Durchbruch zu verhelfen. Bisher haben vor allem IBM, Google und Rigetti aus den USA sowie der kanadische Anbieter D-Wave vorzeig- und nutzbare Hardware im Angebot.

Nun will Deutschland nachziehen. “Wir haben uns vorgenommen, dass wir im nächsten Jahr einen ersten Rechner stehen haben”, kündigte Forschungsministerin Anja Karliczek im Reuters-Interview an.[L8N2E95P4] Um in der Weltspitze konkurrenzfähig zu sein, stellt die Koalition zwei Milliarden Euro bereit - und will noch im Sommer den Auftrag für den Bau von zwei Quantencomputern vergeben. Deutschland und die EU bräuchten mehr technologische Souveränität, so Karliczek.

“Die Quantentechnologie entwickelt sich in Europa und der ganzen Welt explosionsartig. Es wird ein Wettrennen sein, in dem wir uns die Rosinen herauspicken müssen”, sagt Oliver Ambacher, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik, wo er sich mit der Entwicklung von Quantensensoren und elektronischen Komponenten für Quantencomputer beschäftigt. In Deutschland waren es lange nur Wissenschaftler, die sich mit dem Quantencomputing beschäftigten. Jetzt, wo sich immer mehr Anwendungsfälle abzeichnen, schalten sich mehr und mehr Unternehmen ein, vom Startup bis zum Großkonzern.

Bei Europas größtem Autobauer Volkswagen beschäftigen sich 20 Spezialisten - darunter Quantenphysiker und Mathematiker - in San Francisco und München mit dem Thema. “Wir sehen signifikante Projektfortschritte bei Anwendungen in der Materialforschung, künstlichen Intelligenz, Optimierung und IT-Sicherheit. Erst im Herbst 2019 haben wir in Lissabon die weltweit erste quantenoptimierte Verkehrsführung in einen erfolgreichen Praxistest überführt”, sagte ein Firmensprecher. Es gehe darum, einen Wettbewerbsvorsprung zu haben, wenn die Technologie Marktreife erlange.

Quantencomputer können im Gegensatz zu herkömmlichen Rechnern parallel Daten verarbeiten und damit viele Eingangsgrößen aufnehmen wie auch ausgeben. Der Chemiekonzern BASF traut dem Quantencomputing deswegen zu, ein “Game Changer” zu werden, beispielsweise bei Simulationen von Molekülstrukturen, der Beobachtung von Reaktionsabläufen sowie der Vorhersage von Materialeigenschaften.

Doch noch muss viel geforscht werden, bis es soweit ist. “Wir müssen die Quantencomputer noch verbessern, um die Fragen der Nutzer beantworten zu können. So würde die Bundesbahn gern ihren gesamten Fahrplan anpassen, wenn sich ein Zug verspätet. Diese komplexen Aufgaben können die heutigen Systeme noch nicht lösen, jedenfalls nicht, ohne Fehler zu machen”, sagt Ambacher. Deswegen rechnen Experten auch erst in mehreren Jahren damit, dass Industrien im Arbeitsalltag auf Quantencomputer zurückgreifen.

IBM BRINGT QUANTENLEISTUNG ÜBER CLOUD NACH DEUTSCHLAND

Bisher läuft die Forschung der Fraunhofer-Gesellschaft komplett über IBM-Rechner, die sich allesamt in den USA befinden. “Wir waren das einzige Unternehmen der Welt, das Quantensysteme über das Internet als Service anbietet”, sagt Dirk Wittkopp, Geschäftsführer der Forschungsabteilung von IBM Deutschland. Ambacher würde allerdings gern weniger abhängig von der anderen Seite des Atlantiks sein: “Wir müssen eine eigene Technologie entwickeln, um unsere Daten souverän zu nutzen. Bestehende Technologien können wir nicht einfach kopieren, weil sie bereits patentiert sind.” Ein Fahrplan, wie Deutschland zu einem eigenen Quantencomputer komme, solle in drei bis sechs Monaten fertig sein.

Inzwischen tummeln sich auch Startups wie IQM aus Finnland oder Terra Quantum aus der Schweiz auf dem jungen Markt. “Bisher gibt es keine Fertiglösungen”, sagt Henrikki Mäkynen von IQM. Ziel sei es, eigene Computer anzubieten, denn herkömmliche Rechner könnten die Probleme unserer Zeit nicht mehr lösen. IBM hat da noch mal ganz andere Ambitionen: “Wir wollen der Konzern sein, der Quantencomputer groß macht.” Derzeit bereite man sich darauf vor, eine größere Anzahl Quantencomputer in standardisierter Ausführung über die Cloud anzubieten. Inzwischen passten diese auch in Schränke und seien keine Physiklabore mehr.

Gleichwohl bringt die leistungsfähige Quantentechnologie auch neue Sicherheitsrisiken: Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) arbeitet an Quantencomputer-resistenten Alternativen zu den heute verwendeten Public-Key-Verfahren. “Es besteht die Gefahr, dass verschlüsselte Informationen auf Vorrat gesammelt und später mit Hilfe eines Quantencomputers entschlüsselt werden können”, sagte BSI-Präsident Arne Schönbohm zu Reuters.

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