Quantencomputer: Hardware-Upgrade für Künstliche Intelligenz

Quantencomputer sind keine theoretische Spielerei, sondern greifbare Realität. Sie könnten das nächste große Kapitel in der Entwicklung der Künstlichen Intelligenz (KI) einläuten. Waren für die ersten Quantencomputer noch aufwändige Tiefkühlsysteme notwendig, so ermöglichen neuere Ansätze prinzipiell den Betrieb bei Raumtemperatur und damit perspektivisch einen praktikableren und breiteren Einsatz.

Für die KI ist der Quantencomputer ein Hardware-Upgrade. Er wird ihr Entwicklungstempo weiter beschleunigen und ihre Anwendungsmöglichkeiten erweitern. Überall dort, wo KI schon heute eingesetzt wird, zum Beispiel zur Lösung von Optimierungsproblemen in der Industrie, in den Materialwissenschaften oder zur Simulation komplexer Wettermodelle, wird dies schneller, umfassender und genauer möglich sein. Möglicherweise verbrauchen Quantencomputer für KI-Trainings und -Anwendungen auch weniger Energie als klassische Rechenzentren. Die Fähigkeit, Quantencomputer zu entwickeln und ihr Rechenpotenzial zu nutzen, ist deshalb für die deutsche KI-Entwicklung von großer Bedeutung. 

Im internationalen Vergleich nimmt Deutschland in der Quantencomputerentwicklung eine wichtige Rolle ein, auch wenn die USA und China dieses Feld anführen. Vor allem in der internationalen Grundlagenforschung kommen immer wieder wichtige Impulse aus deutschen Forschungseinrichtungen. Die Entwicklung deutscher Quantencomputer ist aber nach wie vor auf US-Technologie angewiesen. Neben der Hardware-Entwicklung braucht es spezielle Algorithmen, um Quantencomputer zu steuern. Davon existieren aufgrund der Neuheit und des mangelnden Zugangs zu Quantencomputern bisher nur wenige. Die Entwicklung von Algorithmen auf simulierten Quantencomputern oder cloudbasierten Plattformen mit Zugang zu echten Quantencomputern ist deshalb von strategischer Bedeutung.    

Die steigende Leistungsfähigkeit der KI durch Quantencomputer bringt auch gesellschaftliche Herausforderungen mit sich. Bisherige Verschlüsselungsstandards für die alltägliche Social-Media-Kommunikation oder E-Mails können damit theoretisch in kürzester Zeit dechiffriert werden. Neue quantensichere Standards werden dadurch notwendig. Sollte es zudem gelingen, abgespeicherte und verschlüsselte Informationen vergangener Jahrzehnte zu entschlüsseln, die in die Gegenwart hineinwirken, könnten noch ganz andere Folgefragen entstehen.

Quantencomputer haben das Potenzial, die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen KI-Entwicklung zu verbessern. Damit das gelingt, muss die Wirtschaft stärker in die Hard- und Softwareentwicklung für Quantencomputer einsteigen. Die Politik könnte das über Innovationswettbewerbe zur Förderung von Start-ups, steuerliche Anreize für große Investitionen und die Förderung spezieller Studiengänge und Weiterbildungsprogramme erreichen.