Viele Aufgaben im Bereich Big Data und Künstliche Intelligenz sind auch heute noch, trotz fortschrittlicher Rechenleistung von Computersystemen, nur mit immensem Zeit- und Rechenaufwand lösbar – manche sind sogar so komplex, dass sie mit heutigen Rechnerkapazitäten nahezu unlösbar sind oder ihre Berechnung Jahre dauern würde. Es braucht einen »Quantensprung«, um die Künstliche Intelligenz und das Maschinelle Lernen auf ein neues Level zu heben und nahezu Unlösbares lösbar zu machen.
Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen werden durch Quantencomputing revolutioniert
Hier setzt die Quantentechnologie an – konkret: das Quantencomputing. Die Nutzung von Quantencomputern wird die Künstliche Intelligenz und das Maschinelle Lernen in disruptiver Weise verändern. Denn im Quantum Computing steckt das Potenzial, die prinzipiellen Beschränkungen klassischer Digitalcomputer zu überwinden. Während ein digitaler Computer mit Bits rechnet, arbeitet ein Quantencomputer mit Qubits, die im Gegensatz zu den klassischen Bits nicht nur einen von zwei möglichen Zuständen annehmen können, sondern auch eine Überlagerung beider. Verfahren der Künstlichen Intelligenz und des Maschinellen Lernens lassen sich für Quantencomputer so anpassen, dass sie mehrere Lösungswege gleichzeitig beschreiten können. Damit können Quantencomputer große Datenbestände in einem einzigen Schritt verarbeiten, Muster in den Daten aufspüren, die klassische Computer nicht entdecken und auch auf unvollständigen oder unsicheren Daten verlässliche Ergebnisse liefern. Das Potenzial dieser Verknüpfung aus Künstlicher Intelligenz und Quantencomputing könnte sich schon in wenigen Jahren auf nahezu alle Bereiche unserer Wirtschaft und Gesellschaft auswirken.
Fraunhofer-Gesellschaft holt ersten Quantencomputer nach Deutschland
Um die anwendungsnahe Quantencomputing-Forschung in Deutschland und Europa voranzubringen, holt die Fraunhofer-Gesellschaft gemeinsam mit IBM den ersten Quantencomputer nach Deutschland – ab 2021 soll das »IBM Q System One« von einem Konsortium aus sieben Fraunhofer-Instituten in Deutschland betrieben werden. Wissenschaftler*innen der Fraunhofer-Allianz Big Data und Künstliche Intelligenz werden den Quantencomputer dazu nutzen, Verfahren aus der ML-Forschung anhand konkreter Anwendungsszenarien aus Wissenschaft und Industrie praktisch zu erproben und weiterzuentwickeln.