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Eine Übersicht der Geschäftstrends im Bereich Quantum Computing

Unsere branchenübergreifende Darstellung des Themas Quantencomputing: Einblicke in aktuelle Anwendungsfälle und zukünftige Möglichkeiten.

#Quantum Computing

Was ist Quantum Computing?

Quantum Computing ist eine sich entwickelnde Technologie, die schnellere Computing-Lösungen für Probleme bietet, die derzeit nur von Supercomputern bewältigt werden – oder nach dem derzeitigen Stand der Technologie sogar als unlösbar gelten.

Quantenmechanik
Die Quantenmechanik ist die Grundlage des Quantum Computing und bezieht sich auf die wissenschaftlichen Gesetze, die die kleinste Dimension der Natur betreffen: Moleküle, Atome und subatomare Partikel. Auf dieser Ebene entstehen physikalische Phänomene (Superposition, Quantenverschränkung), die für die Berechnung genutzt werden können – wenn sie gezielt in Maschinen integriert werden.

Quantum Computing
Heutzutage verarbeiten Standard-Computer Informationen in Bits, wobei jedes Bit durch eine Null oder Eins dargestellt wird. Quantencomputer verwenden jedoch Quantenbits – auch Qubits genannt – die Null, Eins oder eine Mischung aus Null und Eins sein können (eine sogenannte Superposition). Dies kann zu extrem schnellen Verarbeitungsvorgängen führen, so dass Berechnungen Realität werden, die mit herkömmlichen Computern nicht möglich sind.

Arten von Algorithmen
Quantencomputer können Probleme untersuchen, die exponentieller Natur sind und am besten geeignet sind, Probleme mit drei Arten von Algorithmen zu lösen:

  • Optimierungsalgorithmen: Aus einer Vielzahl von möglichen Lösungen wird die beste Lösung mit der geringsten Anzahl an Fehlern gefunden.

  • Sampling Algorithmen: Aus Datensätzen können Werte gefunden werden, die Verallgemeinerungen über die Verteilung der Population ermöglichen.

  • Algorithmen des maschinellen Lernens: Das Ausführen von Machine Learning Algorithmen auf einem Quantencomputer führt zu einer besseren Algorithmenverarbeitung und schnelleren Ergebnissen.

Ein Blick in die "Early Adopter"-Industrien

Sonar ermöglicht es Reply, einen Einblick zu erhalten, wie einzelne Branchen derzeit mit dem Thema Quantum Computing umgehen. Wo sehen diese Branchen die Einsatzmöglichkeiten von Quantencomputern und wie weit sind die realen Anwendungsszenarien bereits?

Informatik

Das Thema Quantum Computing hat sich in der Informatikindustrie seit 2013 Schritt für Schritt etabliert. Morgan Stanley-Analysten prognostizieren, dass sich der High-End-Quantencomputer-Markt (derzeit von IBM auf fünf bis sechs Milliarden US-Dollar pro Jahr geschätzt) fast verdoppeln und bis 2025 zehn Milliarden Dollar pro Jahr erreichen wird. Die Entwicklung von Quantencomputern hat seit dem Einzug der Technologieriesen in das Geschäft einen deutlichen Schub erfahren.

Cybersecurity

Da Quantum Computing, dadurch, dass es die gängigsten Verschlüsselungsmethoden in Frage stellt, eine Bedrohung für heute standardmäßig genutzte Sicherheitsmechanismen darstellt, ist es wichtig, dass Regierungen und Unternehmen „quantensichere“ Lösungen entwickeln. In diesem Rennen steht China mit Initiativen wie dem Micius-Satelliten oder dem Aufbau einer nationalen Netzwerkinfrastruktur an vorderster Front. Obwohl auf kommerzieller Ebene noch nicht verfügbar, haben Fortschritte im Quanten-Computing gleichzeitig das Potenzial, die Sicherheit und Verschlüsselung zu verbessern.

Financial Services

Quantum Computing stößt bei Finanzdienstleistern mit Anwendungen von der Portfoliooptimierung über die Betrugserkennung, von Zahlungssystemen bis hin zum Hochfrequenzhandel auf zunehmendes Interesse. In den letzten Jahren hat die Investitionstätigkeit stetig zugenommen, wobei Finanzunternehmen wie Goldman Sachs, RBS und Citigroup Geld in Quantum-Computing-Technologie investieren oder eigene Talente einstellen, um der Konkurrenz einen Schritt voraus zu sein. Einige Finanzunternehmen beginnen bereits, mit Anwendungsfällen zu experimentieren, die die Technologie im Fintech-Bereich anwenden.

Logistik & Transport

Die Trends verzeichnen ein Wachstum im Logistik- und Transportsektor, da viele Unternehmen aus diesen Bereich bemerkt haben, dass sie von den Möglichkeiten des Quantum Computing profitieren können. Die Ankündigung der großen Automobilhersteller Daimler und Honda, die Quantencomputer von IBM zu kaufen, hat das Interesse erheblich gesteigert. Und das Wachstum hält an, da zahlreiche Luft- und Raumfahrtunternehmen ihre Investitionen und Forschungsaktivitäten in Bezug auf die Rolle des Quantum Computing in ihrer Branche erhöht haben. Das bisher größte Interesse war jedoch zu verzeichnen, als Volkswagen den Einsatz von Quantum Computing für das Verkehrsmanagement ankündigte.

Business Opportunities durch Quantum Computing

Quantum Computing wird die KI-Revolutionieren

Quantencomputer sind in der Lage, Rechenprozesse von Jahren auf Stunden oder sogar Minuten zu reduzieren. Möglich wird das durch Parallelverarbeitung – die exponentiell durch Hinzufügen von Qubits skaliert wird. Insbesondere in den Bereichen ML, KI und Big Data verspricht dies die Lösung komplexer Probleme, die aufgrund der Rechengrenzen einer klassischen Rechnerarchitektur bisher nicht gelöst werden konnten.

Aktuelle Datenverschlüsselungstaktiken werden Unbrauchbar

Die Leistungsfähigkeit von Quantencomputern wird die aktuellen Verarbeitungsmöglichkeiten in den Schatten stellen und uns in eine neue Ära des Wissens und der Entdeckung führen. Diese Macht stellt jedoch eine große Bedrohung für die Cybersicherheit dar, so dass der Schutz von kommerziellen Transaktionen und anderen Datenübertragungen völlig neu gestaltet werden muss. Glücklicherweise begegnet die Quanten-Cybersecurity dieser Herausforderung bereits mit Fortschritten wie Quantenschlüsselaustausch, quantensicheren Algorithmen und echten Zufallszahlen.

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