IBM Forschung: Quantencomputing und KI als neue Computing-Ära

Worum geht’s?

Am Schweizer Standort von IBM Research entsteht eine neuartige Verschmelzung zweier Zukunftstechnologien: Quantencomputing trifft auf Künstliche Intelligenz. Das Team um Forschungsleiter Alessandro Curioni verfolgt das Ziel, durch diese Kombination Herausforderungen anzugehen, die mit herkömmlichen Methoden nicht bewältigt werden können. Die Forschungsarbeiten zielen darauf ab, fundamentale Veränderungen in der Informatik herbeizuführen, die weit über bloße Software-Updates hinausgehen.

Die Projekte am Zürcher Standort reichen von der Finanzindustrie über Materialwissenschaften bis hin zu Sicherheitsfragen. Dabei geht es nicht nur um theoretische Grundlagenforschung, sondern auch um konkrete Anwendungsfälle in Unternehmen und sicherheitsrelevanten Bereichen.

Hintergrund & Einordnung

Die Verbindung von KI und Quantentechnologie basiert auf der Erkenntnis, dass beide Ansätze komplementäre Stärken besitzen. Während KI-Systeme in der Lage sind, aus großen Datenmengen Muster zu erkennen und Abstraktionen zu bilden, bieten Quantencomputer eine grundlegend andere Art der Informationsverarbeitung. Diese präzisere Darstellung von Informationen könnte zu Durchbrüchen bei Problemen führen, die klassische Computer nicht effizient lösen können.

Ein konkretes Beispiel aus der Praxis zeigt das Potenzial: Foundation-Modelle können in industriellen Anwendungen Berechnungszeiten dramatisch verkürzen – von einer halben Stunde auf wenige Sekunden, wobei die Genauigkeit nur minimal beeinträchtigt wird. Diese Effizienzsteigerung erfordert jedoch ein Umdenken in der Informatik selbst. Traditionelle Abstraktionen, die auf komplexen mathematischen Gleichungen basieren, müssen für die neue Computing-Ära überarbeitet werden.

In der Finanzbranche läuft bereits ein Pilotprojekt mit der HSBC, bei dem Quantencomputer für das Feature Engineering im algorithmischen Handel eingesetzt werden. Dieser hybride Ansatz hat offenbar zu messbaren Verbesserungen bei der Vorhersagegenauigkeit geführt. Gleichzeitig wirft die wachsende Rechenleistung von Quantensystemen neue Sicherheitsfragen auf: Bestehende Verschlüsselungsstandards könnten in Zukunft angreifbar werden. IBM arbeitet daher an quantensicheren Kryptografie-Lösungen und speziellen Tape-Systemen für die Langzeitarchivierung sensibler Daten in Bereichen wie Militär und Gesundheitswesen.

Was bedeutet das?

Unternehmen müssen sich auf eine grundlegende Veränderung der Rechenarchitekturen vorbereiten, die über klassisches Cloud-Computing hinausgeht
Die Kombination von KI und Quantentechnologie könnte in den kommenden Jahren zu praktischen Durchbrüchen in Optimierungsproblemen, Materialforschung und Finanzmodellierung führen
Datensicherheit wird zu einer dringenden Herausforderung: Organisationen sollten bereits jetzt mit der Migration zu quantensicheren Verschlüsselungsverfahren beginnen
Die Informatik selbst steht vor einem Paradigmenwechsel, bei dem traditionelle Programmierabstraktionen neu gedacht werden müssen
Hybride Ansätze, die klassisches Computing, KI und Quantentechnologie verbinden, werden zum Standard in rechenintensiven Branchen