Integrationsfähige, verlässlich einsetzbare Quantencomputer als Serienprodukt werden bis etwa Ende 2030 erwartet, und ein industrietauglicher Quantencomputer-Demonstrator ist bereits in Hamburg im Einsatz. Auch in München ist ein erstes Quantencomputer-Rechenzentrum in Betrieb bei dem es sich sogar um ein Cluster handelt. Unternehmen können Quanten-Rechenzeit bei der Firma IQM für zurzeit 1.800 Euro pro Stunde buchen. Der praktische Nutzen von Quantencomputern ist also bereits in Reichweite. Amazon, Google, IBM und Microsoft investieren zusammengerechnet zweistellige Milliardenbeträge und haben schon eine signifikante Anzahl von Systemen in der Erprobung.
Einsatz mit Fremdrechnern
Es ist zunächst nicht zu erwarten, dass jedes Unternehmen einen eigenen Quantencomputer anschaffen muss. Wahrscheinlich wird es hier ähnliche Nutzungsmodelle geben wie bei KI. Matthias Reidans, Senior Project Manager bei Rosenberger OSI meint dazu: „Mittelständische Unternehmen können Ressourcen in der Cloud bei großen Hostern buchen und so komplexe Berechnungen auslagern, wie es bereits bei IQM in München der Fall sein kann, sofern die Programmierung der Aufgaben mittels einer Quantum-adaptierten Version vorbereitet wurde. Hinzu kommt, dass auch Quantencomputer in der Entwicklung sind, die teilweise sogar bei Raumtemperatur arbeiten, etwa mit der Technologie der ‚Diamond Vacancies‘ (Quantum Brillance, AQT). Damit könnten die Hürden für den Betrieb von Quantencomputern niedriger sein als oft erwartet. Bei diesem Prinzip werden Fehlstellen in einem Diamant-Gitter benutzt, um dort Elemente zu implementieren, die dann zu Qubits ‚mutieren‘. Aber auch Prozessorchips auf Siliziumbasis können mit Qubits ausgestattet werden, so dass mobile und einfach zu installierende Quantencomputer nicht undenkbar sind. Konzepte und sogar Beauftragungen dafür liegen vor.
High Performance Computing und Quanten-Sensoren
Während mittelständische Unternehmen also in Zukunft Ressourcen von Quantencomputern bei Hostern buchen können, werden größere Konzerne vermutlich eigene Geräte betreiben. Schon heute setzen Unternehmen wie BASF auf High-Performance-Computing Instanzen, an die Quantencomputer angebunden werden sollen. Die BASF betreibt den größten HPC-Cluster der chemischen Industrie in Europa. Das zeigt, wie wichtig es ist, Quantencomputer in bestehende, moderne Rechenzentren integrieren zu können. Dies ist natürlich nur möglich, wenn die Infrastruktur des Rechenzentrums dazu in der Lage ist. In Zukunft werden Unternehmen Quantentechnologie an verschiedenen Stellen einsetzen, nicht nur im Rechenzentrum. Für Industrieanlagen sind beispielsweise Quantensensoren relevant. Sie sind viel genauer und schneller als herkömmliche Sensoren. Damit könnten sich Echtzeitüberwachung und -steuerung sehr viel effektiver umsetzen lassen als bisher. Die Quantentechnologie kann also die Technik in vielen Bereichen auf ein neues Niveau heben, nicht nur bei der Berechnung von Rechenaufgaben. Diese bahnbrechende Sensorik misst und bewertet direkt oder indirekt sowohl Gravitations- als auch Kernkraft- und elektromagnetische Eigenschaften.
Quantencomputer und das maschinelle Lernen
Quantencomputer und künstliche Intelligenz können durch ihre jeweiligen Stärken in vielfacher Beziehung voneinander profitieren. Maschinelles Lernen, das auf großen Datenmengen und komplexen Algorithmen basiert, kann durch Quantensystem-geeignete Algorithmen erheblich beschleunigt werden, insbesondere bei der Optimierung und dem Training von Modellen. KI wiederum kann genutzt werden, um die Entwicklung und Implementierung von Quantenalgorithmen zu verbessern, indem sie Muster erkennt und optimierte Lösungen vorschlägt. So wird die Kombination von Quantencomputing und KI in Bereichen wie der Kryptographie, Materialwissenschaft oder der Industrie revolutionäre Fortschritte ermöglichen.
