Quantencomputing in der Industrie: Warum sich selbst Klein- und Mittelständler damit befassen sollten

Die Region Heilbronn macht in vielen Bereichen auf sich aufmerksam. Künstliche Intelligenz (KI) mit dem Innovationspark KI (Ipai) ist dabei nur ein Aspekt. Auch in einem anderen Technologiebereich will die Region, maßgeblich unterstützt von der Dieter-Schwarz-Stiftung, vorn dabei sein: beim Quantencomputing und bei Quantenrechnern.

Ein zentraler Akteur dabei ist die Hochschule Heilbronn, die in diesem Feld bei Forschung und Lehre wachsen will. Einer der zusätzlichen Professoren ist David Kreplin, der kürzlich von einem Fraunhofer-Institut an die Hochschule wechselte. Am Techcampus in Sontheim besetzt er die Professur für Angewandtes Quantencomputing und mathematische Modellierung.

Quantencomputing in Heilbronn: Das sind die Unterschiede zu klassischen Rechnern

Quantencomputer können aufgrund der zugrunde liegenden Physik in manchen Bereichen komplexe Informationen schneller bearbeiten als klassische Rechner. Sogenanntes Quantencomputing kommt ohne diese Hochleistungsmaschinen aus, es funktioniert auf herkömmlichen Computern: Dabei simulieren entsprechende Algorithmen die physikalischen Effekte der Quantenphysik, und auch sie haben für bestimmte Aufgaben deutliche Vorteile gegenüber klassischen Computer-Programmen. Experten bezeichnen daher Quantencomputing als ein weiteres IT-Werkzeug, um Programme zu entwickeln.

David Kreplin misst der Technologie große Bedeutung zu, der sich Firmen nicht verschließen könnten. Große Unternehmen hätten Quantencomputing auf dem Schirm, doch für Klein- und Mittelständler sei es genauso wichtig, sich darauf vorzubereiten. „Wenn es kommt, dann schnell“, ist der Professor überzeugt.

Quantencomputing: Hier liegen die Potenziale für den Wissenschaftler

Potenzial gibt es in vielen Feldern, etwa dann, wenn es um einen „großen, komplexen Optimierungsgrad“ von Prozessen gehe. Alles im Bereich der Logistik gehört für David Kreplin dazu, wo Quantencomputing eine Alternative beim Berechnen der Routen sein kann.

Quantencomputing reizt den Wissenschaftler, weil es ganz neue Rechenmöglichkeiten biete. Er hat sich in seiner Promotion mit Molekülen befasst. Die verwendeten Methoden seien genau gewesen, sagt David Kreplin.

Was sich in Heilbronn tut, begeistert David Kreplin. Das bezieht er nicht allein auf seinen Anwendungsbereich an der Hochschule. Für ihn zählt der Ipai genauso dazu wie beispielsweise die angewandte Forschung durch zahlreiche Fraunhofer-Institute, die sich am Bildungscampus angesiedelt haben. 

Zwei Quantencomputer in einer Stadt: Für David Kreplin ist das einzigartig

Die Hochschule Heilbronn will einen Quantencomputer kaufen, auch das Molit-Institut für personalisierte Medizin will in eine solche Maschine investieren. Dass sich in einigen Monaten in einer Stadt gleich zwei solcher Hightech-Rechner befinden werden, für ihn ist das etwas Besonderes: „Das ist einzigartig.“ Wie genau die Maschine für die Hochschule aussieht, ist aktuell unklar. Die Ausschreibung läuft bis Anfang November.

Für die Lehre ist der Quantencomputer ein Glücksgriff. Man könne auf allen Ebenen dabei mit den Studenten arbeiten, sagt David Kreplin – Programmieren und das Steuern der sogenannten Qubits. Klassische Rechnern arbeiten mit Bits, die mit null und eins nur zwei Zustände annehmen können. Qubits hingegen können alle Werte zwischen null und eins annehmen.