Studie des BMWK

Quantencomputing-Potenziale für den Mittelstand

Die vom BMWK veröffentlichte Studie ’Quantencomputing – Software für innovative und zukunftsfähige Anwendungen’ empfiehlt Unternehmen, sich bereits heute mit dem Thema Quantencomputing auseinanderzusetzen.

Bild: ©Bartek Wróblewski/adobestock.com

Mithilfe von Quantencomputern sollen sich künftig viele Probleme lösen lassen, an denen heute selbst Hochleistungsrechner scheitern. Dafür sind weitere Fortschritte in der Hardware-Entwicklung sowie die Verfügbarkeit anwendungsspezifischer Software nötig. Eine Studie der Begleitforschung zum Technologieprogramm KI-Innovationswettbewerb, im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), empfiehlt Unternehmen sich frühzeitig Zugang zu Technologie und Expertise zu verschaffen und bereits jetzt eigene Quanten-Computing-Anwendungsfälle zu erschließen.

Erfahrungen sammeln

Die Studie soll einen Zugang zum Thema Quanten-Computing sowie einen Überblick über potenzielle Einsatzfelder bieten. Bislang stehen nur sehr wenige Quanten-Computer für den produktiven Einsatz zur Verfügung. Anwender können jedoch schon heute über Cloud-Services Zugang zur Technologie und den damit verbundenen Rechenkapazitäten erhalten. Auch für mittelständische Unternehmen bieten sich damit Möglichkeiten, erste praktische Erfahrung zu sammeln.

Aktuelle Anwendungen des Quanten-Computing beziehen sich vor allem auf die Kategorien Optimierungsverfahren, chemische Simulationen sowie maschinelles Lernen (ML) und künstliche Intelligenz (KI). „Allein der Blick auf die Anwendungsfelder zeigt, dass sich durch Quantencomputing ein breites Feld für Innovationen und neue Geschäftsmodelle in wichtigen Branchen wie Finanz-, Energie- und Gesundheitswirtschaft, Transportwesen, Produktion und Logistik, sowie IT-Sicherheit eröffnet“, erläutert der Leiter der Begleitforschung, Steffen Wischmann (VDI/VDE Innovation + Technik). Auch in den Bereichen Nachhaltigkeit und Klimaschutz richten sich hohe Erwartungen an das Quanten-Computing, etwa bei der Ressourcen-Einsparung durch Prozessoptimierung oder in der Logistik.

Noch kein eindeutiger Vorteil

Dass die aktuellen Quantencomputer noch keinen eindeutigen Vorteil gegenüber klassischen Rechnern haben, könne sich aufgrund der rasanten Entwicklung bald ändern, so die Studienautoren. Da die Identifikation von relevanten Anwendungsfeldern und die Implementation der entsprechenden Software deutlich komplexer als bei klassischen Digitalisierungsprojekten ist, empfiehlt die Studie, dass sich Unternehmen bereits jetzt mit dem Thema auseinandersetzen. Demnach könnten viele Schritte bereits gegangen werden, bevor die Hardware den notwendigen Reifegrad erreicht hat. Die Studie bietet dafür Vorgehensmodelle und praxisbasierte Use-Case-Templates.

Ausgangspunkt der Studie waren insbesondere Anwendungsfälle des vom BMWK geförderten Projekts ’PlanQK – Plattform und Ökosysteme für quantenunterstützte Künstliche Intelligenz’. Ein Ziel des Förderprojektes ist es, Unternehmen anwendungsspezifische Software und Expertenwissen für die praktische Nutzung von Quanten-Computing zur Verfügung zu stellen – eine Art ’App Store’ für Quanten-Computing. Bereits heute zeichnen beim Quanten-Computing, trotz des noch frühen Stadiums, bestimmte Entwicklungslinien für Hard- und Software ab. So schätzt die Studie bereits für das Jahr 2030 das weltweite Umsatzpotenzial von anwendungsspezifischer Software für Quanten-Computing auf das Doppelte des Niveaus von Quanten-Computing-Hardware.

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