Mit Quantencomputing zur Revolution der Künstlichen Intelligenz!

Mit Quantencomputing zur Revolution der Künstlichen Intelligenz!

Berlin, Deutschland - Die Technologie von heute ist bereits beeindruckend, doch wenn wir einen Blick auf das Potenzial von Quantencomputern werfen, wird schnell klar, dass wir erst am Anfang eines revolutionären Wandels stehen. Kramnik et al. haben in ihrer neuesten Veröffentlichung in *Nature Electronics* dargelegt, wie Quantencomputer echte Sprunginnovationen in der künstlichen Intelligenz (KI) liefern können. Diese Maschinen könnten komplexe Probleme lösen, die mit herkömmlichen digitalen Computern nahezu unlösbar sind, und das in Bruchteilen der Zeit, die bisher benötigt wurde.

Das Konzept des Quanten-Maschinellen Lernens (QML) hat sich als ein neues, interdisziplinäres Forschungsfeld etabliert, in dem Wissenschaftler von verschiedenen Disziplinen zusammenarbeiten. Prof. Christian Bauckhage vom Fraunhofer IAIS hebt hervor, dass viele Aufgaben im Bereich KI und Big Data typischerweise kombinatorische Optimierungsprobleme darstellen. Da liegt’s an den Quanten — sie könnten hier die die entscheidende Wende bringen, indem sie auf einmal riesige Datenfeldmengen verarbeiten und Muster erkennen, die klassische Computer schlichtweg übersehen.

Quantencomputer im Praxiseinsatz

Das Potenzial der Kombination aus KI und Quantencomputing wird als richtungsweisend für zahlreiche Bereiche angesehen. Ob in der Logistik, im Energiesektor oder bei der Finanzoptimierung – überall könnte die Technologie bahnbrechende Vorteile mit sich bringen. Hierzu werden Algorithmen benötigt, die speziell auf die Stärken der Quantenrechner zugeschnitten sind. Das Fraunhofer-Team ist mit dem Projekt PlanQK am Puls der Zeit, wo bereits an einer Plattform gearbeitet wird, die den Austausch zwischen KI- und Quantencomputing-Spezialisten ermöglichen soll.

Ein praktisches Beispiel aus der Finanzwelt zeigt, wie konkret diese Technologie angewandt werden kann: Die Prognose von Betrug im Banking-Sektor könnte durch die Möglichkeiten der Quantenalgorithmen entscheidend verbessert werden. Die Entwicklung erfolgt nicht allein im luftleeren Raum; im September gewann das Projekt sogar den Innovationswettbewerb des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie – ein klarer Indikator dafür, dass hier ein gutes Händchen bewiesen wird.

Quanten versus klassisch: Der entscheidende Unterschied

Worin genau liegt nun der entscheidende Unterschied zwischen klassischen und Quantencomputern? Quantencomputer nutzen Qubits, die Überlagerungszustände ermöglichen. Dies erlaubt es ihnen, mehrere Lösungswege gleichzeitig zu verfolgen und auf unvollständige oder unsichere Daten verlässlich zu reagieren. Im Gegensatz dazu sind klassische Bits auf einen Zustand beschränkt — ein enormer Nachteil, wenn es um die Lösung komplexer Aufgaben geht.

Die Fraunhofer-Gesellschaft spielt eine entscheidende Rolle in diesem Wettlauf um die digitale Zukunft. Gemeinsam mit IBM wird der erste Quantencomputer nach Deutschland geholt, das „IBM Q System One“. Ab 2021 wird dieser von einem Konsortium aus sieben Fraunhofer-Instituten betrieben und die Entwickler:innen werden die Maschine für die praktische Erprobung und Weiterentwicklung von ML-Verfahren nutzen.

Fazit: Der Einsatz von Quantencomputern ist mehr als nur ein technologischer Wandel — er könnte gleichsam eine Revolution in der Arbeitsweise in vielen Branchen auslösen. Der erste Schritt in die Zukunft, in der Quanten-Maschinelles Lernen alltagstauglich wird, steht bevor, wie nature.com, fraunhofer.de und bigdata-ai.fraunhofer.de verdeutlichen. Bleiben wir gespannt, wie sich diese Technologien in den kommenden Jahren entwickeln werden!