Quantencomputing (QC) hat das Potenzial, die Wirtschaft in ähnlichem Maße zu verändern, wie es in den vergangenen Jahren durch KI bereits geschehen ist. Einer der ersten und wichtigsten Anwendungsbereiche für Quantencomputer wird in den kommenden fünf Jahren das Lieferkettenmanagement (LKM) sein. Quantencomputer nutzen die Funktionsprinzipien der Quantenmechanik, um Berechnungen durchzuführen und Probleme zu lösen, die für klassische Rechner zu komplex sind. Entscheidend für die Entwicklung von Quantenrechnern sind technische und politische Faktoren: verbesserte Kühltechnologien und Quantenalgorithmen, dazu mehr Investitionen und mehr Anwendungen und damit Erfahrungen mit dieser Technologie.
Was ist ein Quantencomputer?
Die logische Struktur und Architektur heutiger Computer besteht aus dem binären System aus Nullen und Einsen – eine universelle Sprache, ein Symbolsystem, in das sich alles übersetzen lässt: von Bild und Ton über Schrift und Sprache bis zu unserem metrischen Zahlensystem. Dieses reicht von der Null bis zur Neun und wird in Deutschland als arabisch bezeichnet, obwohl es in Wahrheit aus Indien stammt. Da es sich bei Null und Eins um Stellen oder Ziffern (Digits) handelt, sprechen wir von Digitalität. Einem Computer-Bit entspricht dabei die Aussage oder die ‚Entscheidung‘ des Computers, ob an einer bestimmten Stelle eine Null oder eine Eins stehen muss – damit beispielsweise eine Rechnung aufgeht oder ein Bild richtig wiedergegeben wird.
Was hält die Welt zusammen?
Die Quantenwelt hingegen ist eine Welt der Wahrscheinlichkeit, in der ein Bit gleichzeitig 0 oder 1 sein kann. Erst wenn wir das Bit beobachten, können wir seine wahre Natur erkennen. Ein Quantensystem befindet sich so lange in einem Quantenzustand, wie es nicht klassisch gemessen wird. Erst durch die Messung verlässt es den Geltungsbereich der Quantenmechanik und kollabiert in einen klassischen, eindeutigen Zustand. Diese Erkenntnisse gehen auf die Forschung von Albert Einstein und Werner Heisenberg zurück, die vor mehr als 100 Jahren die Beschaffenheit von Licht untersuchten. Viele erinnern sich heute fasziniert, andere mit Ratlosigkeit an das sogenannte Doppelspaltexperiment aus dem Physikunterricht: Licht erscheint hier entweder in Gestalt von Teilchen (Photonen) oder einer elektromagnetischen Welle – abhängig davon, welche Art der Beobachtung gewählt wird.
Nutzen trotz Wissenslücken
Bis heute ist es der heilige Gral der Naturwissenschaften, diese Gesetze der Quantenmechanik mit den klassischen Naturgesetzen wie der Gravitation in Einklang zu bringen, denen die Welt im Großen gehorcht – von der Rotation der Planeten bis zu unserem Leben auf der Erde. Doch obwohl wir nicht wissen, wo (und warum) die Grenze zwischen der Welt der Elementarteilchen und unserer verläuft, können wir die Funktionsprinzipien der Quanten hier und jetzt für uns nutzen. Das ist in etwa so, als könnten wir ein Elektroauto ins Mittelalter teleportieren: Die Menschen wüssten nicht, warum es fährt – aber dennoch würde es sie von A nach B bringen.