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18.12.2021

14:00

Zukunftstechnologie

Was Firmen heute über Quantum-Computing wissen sollten

Von: Gioia da Silva

Die Technologie könnte Dinge ermöglichen, die bisher undenkbar waren. Welche Unternehmen jetzt anfangen sollten, sich auf das Zeitalter der Quantenrechner vorzubereiten.

Quantencomputer sollen schon in wenigen Jahren Probleme in kurzer Zeit lösen können, für die heutige Rechner Hunderte Jahre benötigen würden. via REUTERS

Quantencomputer von Honeywell

Quantencomputer sollen schon in wenigen Jahren Probleme in kurzer Zeit lösen können, für die heutige Rechner Hunderte Jahre benötigen würden.

Las Vegas Simone Severinis Karriere ist ein bisschen wie jene der ersten Quantencomputer. Der Physiker reifte jahrzehntelang in Forschungslaboren von Universitäten, in Schanghai, Cambridge und Kalifornien. Erst vor Kurzem wechselte er in die Privatwirtschaft.

Als Leiter der Quantencomputer-Abteilung von AWS, der Cloud-Tochter von Amazon, treibt er heute die Kommerzialisierung einer Technologie voran, die die Wirtschaft aller Voraussicht nach tiefgreifend verändern wird. Denn Quantencomputer sollen schon in wenigen Jahren Probleme in kurzer Zeit lösen können, für die heutige Rechner Hunderte Jahre benötigen würden.

Google will laut eigenen Angaben noch vor 2030 einen funktionsfähigen Quantenrechner bauen, und auch IBM, Microsoft, AWS, Honeywell, Intel und eine Handvoll Start-ups, meist Spin-offs von technischen Hochschulen, investieren Millionen in die Entwicklung der neuen Technologie.

Auf die Frage, bis wann der große Durchbruch zu erwarten sei, zuckt Severini am Rande einer AWS-Entwicklerkonferenz in Las Vegas aber mit den Schultern. Dann sagt er: „Bald, denke ich.“

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    Eine Studie des Beratungsunternehmens McKinsey suggeriert, dass sich vor allem drei Arten von Firmen besonders auf die neue Technologie vorbereiten sollten: Firmen, die mit geheimen Daten arbeiten, jene, die besonders viel aus der Technik gewinnen können, aber auch solche, die in Branchen arbeiten, in denen sich Quantenrechner voraussichtlich als Erstes durchsetzen werden.

    Firmen mit geheimen Daten

    Quantencomputer werden aller Voraussicht nach heutige Kryptografie brechen können. Bereits vor rund 30 Jahren schrieb der amerikanische Informatiker Peter Shor einen Algorithmus für einen Quantencomputer, mit dem – vereinfacht gesagt – verschlüsselte Daten lesbar gemacht werden können. Noch ist kein Rechner in der Lage, das Programm auszuführen, und voraussichtlich wird das bis mindestens 2030 auch so bleiben.

    Trotzdem warnen Sicherheitsspezialisten vor der neuen Technologie. Quantum-Computing sei eine „verheerende Bedrohung“ für die Cybersicherheit, schreibt Ali El Kaafarani, Gründer und CEO der Kryptografiefirma PQ Shield, eines Spin-off der Universität Oxford, auf Anfrage. Patientendaten, Staatsgeheimnisse und Geschäftsdaten könnten gestohlen werden.

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    Der AWS-Quantum-Chef Severini sieht das entspannter. Bis Quantencomputer tatsächlich eine Gefahr seien für die Kryptografie, werden Verschlüsselungsexperten sogenannte „Post-quantum"- Algorithmen entwickelt haben, die die Sicherheit in der Übergangszeit ermöglichten, sagt er.

    Das stimmt aber nur bedingt. Schließlich könnten Cyberkriminelle heute verschlüsselte Datensätze speichern und sie entschlüsseln, sobald Quantencomputer dazu in der Lage sind. Diese Gefahr ließe sich nur abwenden, wenn Firmen ihre geheimen Daten heute schon mit „Post-quantum"-Kryptografie verschlüsselten. Davon rät das amerikanische Departement für Innere Sicherheit allerdings ab. Firmen sollten warten, bis sich neue, sichere Standards durchgesetzt hätten, schreibt es in einer kürzlich veröffentlichten Informationsbroschüre.

    Solange Kryptografen darüber streiten, welche Verschlüsselungsmethoden sich für das Zeitalter der Quantencomputer am besten eignen, bleibt Firmen also wenig anderes übrig, als sich eine Strategie zur Schadensbegrenzung zurechtzulegen, falls es tatsächlich zum Datendiebstahl kommen sollte.

    Firmen mit großen Gewinnaussichten

    Experten erwarten, dass Quantencomputer unter anderem dabei helfen werden, Moleküle besser zu verstehen. Insbesondere die chemische Industrie, die Medtech- und die Pharmabranche dürften langfristig davon profitieren. Weiter dürften Quantencomputer komplexe Simulationen erleichtern, was Optimierungsaufgaben vereinfacht. Dies können sich unter anderem Banken und Versicherungen, aber auch andere Dienstleistungsunternehmen zunutze machen.

    Firmen, die herausfinden, wie sich die neue Technologie gewinnbringend einsetzen lässt, dürften sich einen Wettbewerbsvorteil sichern – sofern sie schneller sind als ihre Konkurrenz. Die Autoproduzenten BMW und Volkswagen und eine Handvoll Großbanken testen die künftige Technologie deshalb heute schon. Unternehmen, die es ihnen gleichtun wollen, können über die Cloud erste Quantencomputer erreichen.

    IBM bot mit Quantum Network als erste Großfirma einen solchen Service an, inzwischen haben auch andere Hersteller nachgezogen. Bei Amazon Braket können Firmen ihre Ideen an verschiedenen Quantencomputern gleichzeitig testen. Weil es unterschiedliche Bauweisen gibt, funktionieren nämlich nicht alle Quantencomputer genau gleich, je nach Bauweise lassen sie sich besonders gut für bestimmte Operationen optimieren.

    Allerdings warnt Richard Moulds, der Produktleiter von Braket, am Rand der AWS-Konferenz davor, heute schon zu viel von der Technologie zu erwarten. Im Moment sind normale Computer noch schneller und effizienter als die ersten Quantenrechner.

    Viele Firmen, die Quantentechnologie testen, tun dies deshalb im Moment noch mit herkömmlichen Computern, die die Arbeitsweise von Quantencomputern simulieren. Das kann dennoch sinnvoll sein, schließlich geht es den Firmen erst einmal darum, den Umgang mit der neuartigen Technologie zu erlernen und neue Ideen zu entwickeln.

    Firmen in „Early adopter"-Branchen

    Genauso wie sich die Digitalisierung nicht sofort in allen Branchen durchgesetzt hat, dürfte sich auch Quantum-Computing nicht überall gleich schnell ausbreiten. Das größte Interesse an der neuen Technologie zeigen bis jetzt Finanzinstitute. Laut Prognosen des Beratungsunternehmens McKinsey wird im Jahr 2025 mehr als ein Viertel aller Tests, die mit Quantencomputern durchgeführt werden, auf sie zurückgehen.

    Wer in einer frühen Phase in eine neue Technologie investiert, kann sich unter Umständen einen Vorsprung erarbeiten. Gleichzeitig nehmen diese „early adopters“ hohe Kosten in Kauf, schließlich ist Quantum-Computing eine komplett neue Art der Informationsbearbeitung, die von gut bezahlten Spezialistinnen und Spezialisten erst erprobt werden muss.

    Wer früh viel investiert, muss also nicht zwingend schnell oder stark davon profitieren. Und ob sich Quantum-Computing tatsächlich irgendwann gewinnbringend einsetzen lässt, ist trotz des großen Hypes um die Technologie noch immer unklar.

    Der AWS-Quantum-Chef Severini wagt daher keine Prognose, welche Branche zuerst gewinnbringende Anwendungen finden wird. Dennoch lässt er durchblicken, dass er die Wahrscheinlichkeit höher einschätzt, dass Quantencomputer erst in der Physik zu Durchbrüchen führen und erst später an der Wall Street.

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    Das Beste, was Firmen heute tun können, um sich für das Zeitalter der Quantencomputer vorzubereiten, ist es wohl, Spezialistinnen und Spezialisten zu rekrutieren, die einen guten Riecher für neue Geschäftsmöglichkeiten in ihrer Branche haben und zudem Freude am Ausprobieren einer neuartigen Technologie.

    Dies bestätigte Erik Lucero, Leiter der Quantum-Hardware-Entwicklung bei Google, in einem Online-Mediengespräch im November. In der Praxis dürfte es für Unternehmen allerdings schwierig sein, qualifizierte Arbeitskräfte zu finden und zu halten, sagen Brancheninsider auf der AWS-Entwicklerkonferenz. Die wenigen, die sich auf dem Feld ausbilden lassen, arbeiten heute an Universitäten und in einer Handvoll Großunternehmen.

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