Quantum Computing – Boost für AI/KI-Technologie

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Quantum Computing – Boost für AI/KI-Technologie

Nadja Parfenov

Nadja Parfenov,
Marketingchefin
7. Juni 2019

Jeder von uns generiert täglich riesige Mengen an Daten (über 2,5 Trillionen Bytes) mit steigernder Tendenz. Es entstehen gigantische Datenberge aus immer mehr Quellen mit immer stärkerer Vernetzung. Experten sagen, die digitale Transformation der Gesellschaft hat gerade erst begonnen. Gleichzeitig stoßen unsere Rechner an die physikalischen Grenzen ihrer Rechenkapazität. Die Leistung der Datenverarbeitung kann nicht mit halten mit den Mengen unserer Daten. KI – Künstlicher Intelligenz (engl. AI – Artificial Intelligence) Algorithmen „leben“ jedoch von Daten. Sie brauchen diese Rechenleistung und die Datenverarbeitung, um trainiert zu werden und um immer mehr zuverlässige Aussagen zu treffen, entsprechend der einfachen Rechnung: Desto mehr Datensätze, desto qualitativer ist die Künstliche Intelligenz. Es müssen also neue Technologien/ Hardwaresysteme her: Die Ära der Quantencomputer bricht an.

Wie funktionieren Quantencomputer?

Quantencomputer basieren auf einem anderen System als unsere Computer, die wir tagtäglich nutzen, statt Mikroelektronik wird hier Quantenmechanik genutzt. Herkömmliche PC basieren auf Bits mit einem Wert von 1 oder 0. Quantencomputer erkennen gleichzeitig auch Werte, die dazwischen liegen. Bits sind nicht mehr die kleinsten Speichereinheiten, sondern die sogenannten Qubits, bestehend aus 3 Werten. So wird das Binärsystem quasi um eine ganze Dimension erweitert, die Speicherkapazität wächst exponentiell an und die Datenmengen, die nun verarbeitet werden können, scheinen unendlich zu sein (ob es tatsächlich so ist, wird sich noch herausstellen).

Quantencomputer und die AI/KI?

Quantencomputer lösen nicht nur erheblich schneller Aufgaben, sie lösen auch die, die von unseren Digitalcomputer nicht gelöst werden können. Sie ermöglichen eine enorme Beschleunigung der Datenverarbeitung. Prozesse, für die unser herkömmlichen Computer Monate gebraucht haben, sind nun innerhalb kürzester Zeit lösbar. Das ist ein sehr wichtiger Faktor für die Weiterentwicklung von KI – Künstlicher Intelligenz (engl. AI – Artificial Intelligence), ganz besonders in Kombination mit anderen Technologien, zum Beispiel KI gepaart mit Nanotechnologie. Auch Spezialprogramme, die bisher isoliert laufen mussten, zum Beispiel Bilderkennung, Spracherkennung, Prozessplanung, können mit Quantum Computing in einem Programm vereint werden.  Quantencomputer beschleunigen die KI, lösen komplexe KI-Probleme und ermöglichen mehrere Lösungen für komplexe Probleme gleichzeitig. Dies führt dazu, dass künstliche Intelligenz komplexe Aufgaben auf „menschenähnliche“ Weise, aber effizienter ausführen kann.

Das Potenzial liegt aber nicht nur in der Berechnungsgeschwindigkeit, sondern auch in dem Verfahren „unsupervised machine learning“, was so viel wie unbeaufsichtigtes maschinelles Lernen bedeutet. Hier erkennen und interpretieren Algorithmen der neuronalen Netze die Rohdaten ohne jegliches Training. Sie sollen selbst Zusammenhänge erkennen, aus Erfahrung – wie wir Menschen – lernen und ihre Fehler selbst korrigieren können. Die ganze Bandbreite der entstandenen Möglichkeiten und deren Komplexität, sie sich dank Quantum Computing bieten, ist noch gar nicht abschätzbar.

Wo wird Quantencomputer bereits eingesetzt?

Das Bankenwesen ist hier Vorreiter. Einige Banken (vor allem schweizerische) sollen Quantencomputer im Bereich der Quantenkryptographie nutzen, um Daten besonders bei Transaktionen zu schützen und auf die Gefahr des Datenklaus vorbereitet zu sein, sobald Quantencomputer Endkunden erreichen. Denn sind die gängigen Schlüsselaustauschtechnologien, die zur Sicherung/Verschlüsselung unserer Daten genutzt werden, leicht von Hackern zu durchbrechen. Die Banken müssen also früh anfangen und sich frühzeitig rüsten, um den Angriffen von Hackern mit Quantum Computern Stand zu halten.

Was sind die ersten Geschäftsmodelle?

Quantencomputer werden zunächst in erster Linie von großen Unternehmen genutzt, die ihre Lösungen drauf aufbauen und von Software-Unternehmen, die eigene KI-Anwendungen entwickelt und vertreiben bzw. Dienstleistung für Softwareentwicklung in dem Bereich anbieten.

Sind Quantencomputer wirklich eine Neuheit?

Im Grunde genommen ist Quantum Computing keine wirklich neue Entdeckung. Die Grundlagen wurden bereits Mitte der 70er Jahren von Roman Stanisław Ingarden, einem polnischen Physiker gelegt. Und Paul Benioff beschrieb 1980 ein quantenmechanisches Computermodell.

In den 1990er Jahren hat die Physikerin Elizabeth Behrmann aus den USA erstmals Quantenphysik mit künstlicher Intelligenz verknüpft. Damals stieß sie auf viel Gegenwind, heutzutage erscheint die Kombination der beiden Technologien als das „natürlichste der Welt“, als ein logisches Resultat, dass früher oder später folgen musste.

 

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