Quantentechnologien: Von der Forschung bis hin zu realen Auswirkungen

Die Quantenmechanik hat sich über die akademische Physik hinaus in den kommerziellen Bereich bewegt. In Bezug auf Berechnungen, sichere Kommunikation und hochpräzise Messungen sind Quantentechnologien auf dem Weg, die industrielle Wettbewerbsfähigkeit neu zu definieren. Für Geschäftsleiter, die heute Investitionsentscheidungen abwägen, ist die entscheidende Frage nicht mehr, ob Quantenmechanik eine Rolle spielen wird, sondern wo sie jetzt praktischen Mehrwert liefert. 

Was ist Quantennutzen und warum ist sie jetzt wichtig?

Für viele ruft Quantencomputing immer noch Bilder von futuristischen Laboren und abstrakter Mathematik hervor. Dr. Raoul Heese, leitender technischer Berater für Quantencomputing bei NTT DATA Deutschland, bietet eine klare Perspektive darauf, was Quantencomputing so anders macht: "Information ist tatsächlich physisch. Es ist wirklich wichtig, welche Art von Substrat und physikalische Grundlage man verwendet, um sie zu speichern. Das hängt wirklich davon ab, was man damit machen kann. Quantencomputing ist einfach ein ganz anderes Medium für Informationen. Das bedeutet, dass man über ein eigenes Set an Werkzeugen und Rechenfähigkeiten verfügt. Die Physikalität von Information ist etwas, das das Quantencomputing wirklich unterscheidet."  

Anstatt auf den schwer fassbaren "Quantenvorteil" zu warten – bei dem Quantencomputer klassische Maschinen eindeutig übertreffen – konzentriert sich die Industrie nun auf die "Quantennutzung", den praktischen Geschäftswert, den Quanten in bestimmten Bereichen liefern können. Dr. Heese merkt an: "In den meisten Fällen sind Quantenlösungen nicht besser, manchmal bringen sie einen gewissen Nutzen, aber wir haben noch nie einen echten Quantenvorteil erreicht."  

Er verweist auf kombinatorische Optimierung und Simulation als die vielversprechendsten kurzfristigen Anwendungen. "Ich habe große Hoffnungen in die Optimierung, weil sie nativ diskret sein kann, das nennt man kombinatorische Optimierung, was genau das wäre, was auf einem Quantencomputer dargestellt wird. Quantencomputer haben die richtige Struktur, um diese Daten darzustellen. Es ist besonders herausfordernd, solche Probleme klassisch zu berechnen, allein wegen der Struktur. Im Grunde wird ein klassischer Computer niemals in der Lage sein, solche Probleme effizient zu lösen. Daher ist dies eine sehr logische Richtung für Quantencomputing. Und die bisher erzielten Ergebnisse sind ebenfalls vielversprechend."  

Dieser pragmatische Ansatz trägt bereits Früchte. Wie in unserem Bericht zum Quantencomputing detailliert beschrieben, geben diese hybriden klassisch-quantenmechanischen Ansätze den Takt für industrielle Pilotprojekte vor. Dr. Heese verweist auf die Zusammenarbeit von NTT DATA mit Airbus zur multiobjektiven Logistikoptimierung der Lieferkette (Ausgleich von Emissionen, Kosten und Resilienz) sowie der Jobshop-Planung für die chemische Produktion unter Verwendung der Coherent Ising Machine (CIM) – einem optischen Quantengerät – als Paradebeispiele für diese hybriden Systeme in Aktion. 

Im Gegensatz dazu betrachtet Dr. Heese das Quanten-Maschinelle Lernen als ein langfristiges akademisches Forschungsthema und nennt die enorme Stärke, jahrzehntelange Verfeinerung und niedrige Kosten klassischer KI-Hardware als gewaltige Hürde für die kurzfristige Quantenkonkurrenz. 

Integration von Quantenhardware in europäische Rechenzentren

Um den vollen Wert dieser Technologien auszuschöpfen, müssen europäische Nationen sich darauf konzentrieren, Quantenhardware in bestehende digitale Ökosysteme zu integrieren. Luxemburg ist in dieser Hinsicht gut positioniert und verfügt über erstklassige Infrastruktur wie den MeluXina-Supercomputer und den kommenden MeluXina-Q-Quantenbeschleuniger, der 2027 in Betrieb gehen soll. 

Dr. Heese identifiziert diese Integration als einen kritischen, aber oft übersehenen Engpass in der globalen Quantenlandschaft. "Einer der Hauptaspekte, der bisher nicht vollständig ausgeschöpft wurde, ist die Integration von Quantencomputern in bestehende Ökosysteme", merkt er an. "Es wird eine Zeit kommen, in der Unternehmen ihre Quantencomputer an Rechenzentren verkaufen oder vermieten werden. Aber was dann? Man muss diese Geräte in das bestehende Ökosystem integrieren und braucht eine entsprechende Arbeitsplanung, eine entsprechende effiziente Vorverarbeitung von Daten usw."  

Er schlägt vor, dass die Entwicklung eines robusten "Quanten-Rechenzentrum-Software-Stacks" und intelligenter Workload-Scheduler zu einer einzigartigen Stärke europäischer Rechenzentren werden könnte. "Ein Scheduler, der, wenn man seine Arbeitslast darauf einsetzt, entscheidet, was auf dem Quantencomputer berechnet wird, was auf dem klassischen Computer berechnet wird und wie dies interagiert und geplant wird. Diese Art von Ökosystem fehlt, und das könnte eine Stärke europäischer Rechenzentren sein, so etwas zu haben."  

Wie Unternehmen sich heute auf Quantencomputing vorbereiten können

Während der Zeitplan für einen groß angelegten, generischen Quantenvorteil ungewiss bleibt, ist die strategische Notwendigkeit, sich auf eine quantenfähige Zukunft vorzubereiten, unmittelbar. Organisationen, die ihre Bewertung verzögern, riskieren, in Bezug auf Sicherheit, operative Effizienz und technologische Souveränität zurückzufallen. 

Dr. Heese vermittelt eine klare Botschaft an politische Entscheidungsträger, Investoren und Wirtschaftsführer: "Es ist wichtig, auch wenn Quantencomputing heute keinen Vorteil hat, dennoch die Bewertung vorzunehmen. Was kann es in zwei, fünf, zehn Jahren bringen? Auch wenn es vielleicht zehn Jahre entfernt ist, ist es dennoch wichtig, sich heute vorzubereiten und eine bereite Roadmap für das zu haben, was integriert werden muss. Quantum ist bereits relevant."  

Um Organisationen bei diesem Übergang zu unterstützen, kartiert unsere neueste Serie von Market Intelligence-Berichten die gesamte Wertschöpfungskette und bietet eine klare Roadmap für Entscheidungsträger, die frühzeitig Fähigkeiten aufbauen möchten. 

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