Quantencomputing in der Wirtschaft

00:00:00: "Das Forschungsquartett - Wissenschaft bei Detektor FM.

00:00:16: In Kooperation mit der Fraunhofer-Gesellschaft."

00:00:19: "Quantencomputern sind längst keine Science-Fiction mehr.

00:00:25: Schon seit gut zehn Jahren gibt es immer mehr Forschung auf dem Gebiet und auch für Unternehmen

00:00:30: werden Quantencomputer immer wichtiger.

00:00:32: Wir schauen uns das deshalb heute im Forschungsquartett noch mal genauer an.

00:00:35: Ich bin Sarah-Marie Plickart.

00:00:37: Hallo zusammen!"

00:00:38: Und wie immer bin ich natürlich nicht alleine hier, wie ein Quantencomputer funktioniert

00:00:42: und warum er für Unternehmen einiges verändern könnte.

00:00:45: Darüber spreche ich mit meiner Kollegin Esther Stephan.

00:00:48: Hallo, Esther.

00:00:49: "Hi!"

00:00:50: Lass uns mal bei der Ursuppe anfangen.

00:00:52: Wie funktioniert denn eigentlich so ein Quantencomputer?

00:00:54: Also im Grunde macht ein Quantencomputer nicht viel anderes als der Rechner, den wir hier

00:01:00: gerade auch benutzen.

00:01:01: Der macht nämlich genau das.

00:01:02: Er rechnet.

00:01:03: Und es klingt jetzt erstmal super banal, so hat mir das aber auch Markus Weißenberg erklärt.

00:01:09: Er ist verantwortlich für das Forschungsfeld "Quantencomputing in der Supply Chain".

00:01:13: Also er beschäftigt sich damit, wie Lieferketten optimiert werden können.

00:01:17: Am Fraunhofer-IS, dem Institut für Integrierte Schaltung in Erlangen.

00:01:23: Und Kern ist ein Quantencomputer eine weitere Rechenmaschine oder für uns ist es eine Rechenmaschine,

00:01:29: die gewisse Aufgaben besser kann als herkömmliche Rechneres können.

00:01:34: Und das macht es insbesondere durch die physikalischen Eigenschaften, die eben diese Quanten mitbringen,

00:01:40: eben der Verschränkung, dass man vermeintlich parallel Rechenaufgaben durchführen kann.

00:01:47: Also diese physikalischen Eigenschaften, damit meint Markus Weißenberg tatsächlich die

00:01:51: Quanten.

00:01:52: Es ist ja so, dass ein herkömmlicher Computer mit Bits rechnet, also sozusagen so kleinen

00:01:57: Schaltern, die entweder eingeschaltet sein können oder ausgeschaltet.

00:02:01: Und das übersetzt man dann immer mit 1 und 0.

00:02:04: Und damit rechnet der Computer dann.

00:02:06: Ein Quantenbit, ein sogenanntes Q-Bit, kann aber nicht nur 1 oder 0 sein, sondern auch

00:02:12: gleichzeitig 1 und 0 oder unendlich viele Zustände zwischen 1 und 0 annehmen.

00:02:18: Und deshalb kann der Quantencomputer zum einen wahnsinnig schnell rechnen, zum anderen aber

00:02:23: auch ganz komplexe Rechnungen berechnen.

00:02:25: Okay.

00:02:26: Wie oder beziehungsweise wo genau kann man das denn jetzt anwenden?

00:02:30: Naja, das ist ja eine Frage, die man sich bei vielen Forschungsprojekten erst mal stellen

00:02:36: kann.

00:02:37: Und Forschung muss ja auch nicht immer direkt einen praktischen Sinn haben.

00:02:40: Aber in diesem Fall konnte mir Markus Weißenberg aber ein ganz gutes Beispiel geben.

00:02:44: Er arbeitet nämlich an der praktischen Umsetzung von Quantencomputern für die Wirtschaft.

00:02:49: Also ich beschäftige mich in meiner Forschung insbesondere mit mathematischen Optimierungsaufgaben.

00:02:55: Also was wir im Kern tun, ist komplexe Planungs- und Steuerungsaufgaben, die so im unternehmerischen

00:03:03: Alltag im Bereich Logistik, Produktion, Mobilität, zum Beispiel Routenplanung auftauchen, die

00:03:09: so komplex sind, also eine kombinatorische Komplexität haben, dass sie von einem Menschen

00:03:16: entweder nicht mehr handhabbar oder zumindest nicht optimal lösbar sind.

00:03:21: Ich habe da im Interview zum Beispiel einen Routenplanung mit dem Smartphone gedacht.

00:03:25: Da wird vom Smartphone, das ja auch nur ein kleiner Computer ist, für mich die beste

00:03:30: Route von A nach B berechnet.

00:03:32: Zum Beispiel anhand dessen, wie wahrscheinlich es ist, dass ich irgendwo auf der Strecke

00:03:36: zum Beispiel in einen Stau gerate.

00:03:38: Und mit diesen Parametern, Start, Ziel, Stauwahrscheinlichkeit und so weiter bekomme ich dann am Ende meine Route.

00:03:44: Ja gut, du hast gerade gesagt, das Smartphone ist ja im Grunde auch ein kleiner Computer.

00:03:48: Das ist ja das, was herkömmliche Computer im Grunde ja heute schon können, mal mehr,

00:03:52: mal weniger gut.

00:03:53: Was können denn Quantencomputern denn da jetzt besser machen?

00:03:57: Genau, die Rechnung ist relativ einfach.

00:03:59: Wenn ich alleine von A nach B fahren will, kompliziert wird, wenn ich mir vorstelle,

00:04:04: dass ich nicht nur mit einem Auto auf einer Route unterwegs bin, dann wird es richtig

00:04:09: schnell richtig komplex.

00:04:10: Was zum Beispiel schwierig ist, ist das sogenannte Postbotenproblem oder im Englischen das Wirker-Routing-Problem.

00:04:19: Also Rundtouren zu fahren.

00:04:21: Also wenn ich mir jetzt vorstelle, ich habe beispielsweise drei Postboten, die jeweils

00:04:26: von dem Depot starten und eine Rundtour durchführen und dann wieder am Depot enden.

00:04:31: Und sie müssen eben alle Aufträge, in dem Fall Postsendungen, abliefern.

00:04:35: Dann diese optimalen Touren, also sowohl die Zuordnung, welche Aufträge, welche Postbote

00:04:41: bedient, als auch wir, die dann in optimaler Weise abfährt, ist immer noch auch zum Beispiel

00:04:47: mit herkömmlichen Rechnern nicht ansatzweise optimal löstbar.

00:04:50: Ab einer Größenordnung von, ich sage mal, ab einer tatsächlich realistischen Größenordnung

00:04:55: von 100 Postboten oder sowas, kann man das Problem faktisch nicht mehr lösen.

00:04:58: Optimal.

00:04:59: Genau.

00:05:00: Und die Probleme existieren, die beispielsweise bei der Tourenplanung, die nicht nur für

00:05:06: Postboten, sondern auch in der Logistikbranche, alltäglich sind, eben immer noch nicht optimal

00:05:12: lösen können.

00:05:13: Kern davon ist eben die kombinatorische Explosion.

00:05:15: Das heißt, es gibt so, so viele Möglichkeiten, das zu tun, dass es einfach nicht mehr handhabbar

00:05:22: ist.

00:05:23: Es gibt in Deutschland seit zwei Jahren einen Quantencomputer, der entwickelt wurde in den

00:05:26: USA.

00:05:27: Der hat eine Frauenhofergesellschaft, die nutzt den seitdem in einer Forschungseinrichtung

00:05:30: in der Nähe von Stuttgart.

00:05:31: Und die ehemalige Bundeskanzlerin Angela Merkel, die hat damals bei der Einwahlung

00:05:35: eben dieses Computers gesagt, dieser Computer sei ein Zitat "Aushängeschild des Technologiestandorts

00:05:41: Deutschlands".

00:05:42: Also man hat da wirklich und man setzt da wirklich viel rein.

00:05:45: Gibt es denn jetzt auch schon so Prognosen, wann so ein Quantencomputer auch außerhalb

00:05:49: von Forschungseinrichtungen benutzt werden kann?

00:05:51: Das habe ich Markus Weißenberg auch gefragt und seine Antwort fand ich ganz gut.

00:05:56: Das ist natürlich die Preisfrage.

00:05:59: Wenn ich die jetzt beantworten könnte, dann könnte ich mir vorstellen, noch noch viel mehr

00:06:05: Interviewanfragen zu bekommen zu dem Thema.

00:06:08: Prinzipiell ist es so, dass der Haupt oder das, was noch fehlt zur breiten Nutzung, ist

00:06:15: hauptsächlich in der Hardwareentwicklung, also wirklich in dem Bau der richtigen Quantencomputer.

00:06:19: Da ist es so, es gibt eben schon welche, die schon relativ weit sind, vergleichsweise

00:06:24: mit der Anzahl der Kubits, die man hat, also von der Größe und auch von der Fehlerkorrektur.

00:06:30: Man stößt aber so pöpö an Grenzen, an physikalische Grenzen und dass es wirklich

00:06:35: dann breit nutzbar ist, ist bei den aktuellen Technologien noch nicht leicht in den nächsten

00:06:40: Jahren absehbar.

00:06:42: Es gibt aber neben diesen etablierten auch noch sehr, sehr viele alternative, komplett

00:06:47: neue Konzepte, wie Quantencomputer umgesetzt, also realisiert und gebaut werden können.

00:06:53: Und da ist noch alles andere als klar, welches dieser Arten von Quantencomputer sozusagen

00:06:59: sich über die Dauer durchsetzt und wann das geschieht.

00:07:02: Das ist sozusagen aus meiner Sicht der hauptsächliche Faktor, wenn man in die nächste, in die nähere

00:07:08: Zukunft schaut, wie Quantencomputer genutzt werden können.

00:07:10: Die Software sozusagen mit den und die Lösungseilgerhythmik ist vermeintlich zumindest in unserer

00:07:16: Warte schon fast ein ganzes Stück weiter.

00:07:18: Also wenn die Hardware schon da wäre, könnten wir quasi an vielen Stellen schon loslegen,

00:07:21: wenn man so möchte.

00:07:22: Okay, das liegt also eher an der Hardware als an der Software.

00:07:27: Solche Quantencomputer sind vermute ich sehr, sehr treuer.

00:07:32: mal ein kleines Hindernis oder für viele auch ein großes Hindernis sein für die breite Nutzung.

00:07:36: Ja voll. Aber trotzdem wird natürlich eine ganze Menge ausprobiert. Das Frauenhofer IES,

00:07:41: das macht es zusammen mit verschiedenen Unternehmen im Projekt Quast und mit einem Unternehmen bzw.

00:07:47: mit einem Vertreter des Unternehmens durfte ich auch sprechen. Das ist Martin Braun und

00:07:52: der arbeitet für die Firma Dartev. Also was wir von der Dartev-Seite anschauen,

00:07:57: ist letztendlich was die Auswirkungen von Quantcom-Puting für unser Business,

00:08:03: unser Unternehmen sein kann und wir bedienen ja kleinere und mittlere Unternehmen über Steuerberater.

00:08:09: Die Steuerberater sind ja unsere Kunden und die Mandanten der Steuerberater sind dann die User

00:08:18: unserer Services und die Idee ist natürlich, dass man im Bereich, ich sage jetzt mal,

00:08:24: betriebswirtschaftliche Beratung gibt es viele Optimierungsaufgaben, die es dazu formulieren

00:08:31: gibt und wir glauben, dass das immer wichtiger werden wird als auch für Steuerberatern berufen

00:08:35: in Zukunft. Einfach weil die deklaratorischen Dinge, also sprich die Buchführung machen,

00:08:41: Steuerklärung machen, das sind ja so Routine-Tätigkeiten, die mehr und mehr automatisiert

00:08:45: werden. Genau, also Dartev ist eine Firma, die Software für Steuerberater*innen anbietet. Wie Martin

00:08:52: Braun schon gesagt hat, sind das meistens kleine bis mittlere Unternehmen und auch die können

00:08:57: in Zukunft von Quantcom-Puting profitieren. Okay krass, eben ging es irgendwie noch um Logistik,

00:09:02: um Autos, die irgendwie für die Routen geplant werden müssen und so weiter,

00:09:06: dass jetzt ausgerechnet ein Steuerberater*innen-Unternehmen oder ein Unternehmen für Steuerberater*innen

00:09:11: sowas brauchen könnte, hätte ich jetzt irgendwie nicht gedacht. Ja, da war ich auch überrascht,

00:09:16: als ich das gehört habe. Ich kenne es jetzt aus meinem Alltag eher so, dass ich meinem Steuerberater*innen

00:09:21: Haufen Rechnungen gebe und Kontrauszüge und wenn es richtig gut läuft, dann kriegt ihr vielleicht

00:09:26: auch schon mal eine Exeter-Belle von mir. Bisher hatte ich da jetzt aber nicht das Gefühl,

00:09:30: dass mein Rechner oder sein Rechner der Schlapp gemacht hätte. Also habe ich noch mal nachgefragt.

00:09:35: Die Idee eigentlich dahinter ist ein bisschen in der eine Richtung gedacht. Wir betreiben

00:09:41: ein eigenes Rechenzentrum, wo die Daten unserer Kunden und deren Mandanten drauf sind und wir haben,

00:09:47: denke ich, auch eine gute Sammlung des gesamten Mittelstands in Deutschland, würde ich mal sagen.

00:09:53: Und jetzt kann man sich hervorstellen, dass man bei bestimmten betriebswirtschaftlichen

00:09:58: Optimierungsfragen die Informationen damit nutzen kann, bearbeiten kann. Also was mir jetzt einfällt,

00:10:03: wer beispielsweise ein Unternehmen möchte expandieren und möchte eine neue Niederlassung

00:10:09: gründen und jetzt die Fragestellung ist, was ist für dieses Unternehmen dem Business der

00:10:15: geeignetzte Ort innerhalb Deutschlands beispielsweise. Und da laufen ja sehr viele Parameter an Daten

00:10:21: rein, die wir teilweise auch bei uns in unseren Rechenzentrum haben oder eben aus dem Internet

00:10:26: kommen und solche Optimierungsaufgaben, die werden dann halt schnell komplex. Also es geht da

00:10:31: tatsächlich eben auch darum, den Kund*innen, der Steuerberater*in noch ein bisschen mehr anzubieten.

00:10:37: Und deshalb gibt es dieses Projekt bei Fraunhofer, QUAST. Und da laufen die Arbeiten von Herrn Weißenberg

00:10:42: und seinem Team von DATEF, wo der Herr Braun arbeitet und auch von anderen Unternehmen und

00:10:48: Forschungseinrichtungen zusammen. Und die schauen sich dann eben an, wie sie die Prozesse in bestimmten

00:10:53: Unternehmen optimieren können. Okay, das heißt Herr Braun und sein Team, die nutzen da auch den

00:10:58: Quantencomputer, den Fraunhofer benutzt und hat? Genau, das ist ein Rechner, den IBM gebaut hat.

00:11:04: Okay, und was machen die dann da genau mit? Also da kommt ein Unternehmen wie DATEF zu Fraunhofer

00:11:10: und dann wird geschaut, okay, ihr habt hier dieses eine Problem, wie könnte man das möglicherweise

00:11:15: lösen und vor allem, wie sehr eigentlich ein Algorithmus aus, der so etwas lösen könnte.

00:11:20: Ich vermute, Sie haben dann auch schon Ideen, was dann da in Zukunft rauskommen soll.

00:11:24: Genau, also für Herrn Braun liegt da wirklich die Hoffnung in einer Kombination aus maschinellem

00:11:29: Lernen, also sogenannter künstlicher Intelligenz, KI und Quantencomputing auf der anderen Seite.

00:11:35: Ein Beispiel, wie das aussägen könnte, hat er mir im Interview auch dazu gegeben.

00:11:39: Wir haben ja eine Software, die Buchhaltung, mit dem man Buchhaltungstuforgänge abbilden kann,

00:11:45: Rechnungswesensoftware. Und was wir zum Beispiel KI-mäßig jetzt heute schon machen, wir versuchen

00:11:51: aus Belegtexten, wenn der Rechnung quasi von einem Unternehmen unser Rechenzentrum hochgeladen

00:11:58: wird, damit der Steuerberater die Rechnung elektronisch bekommt und die Buchführung machen kann.

00:12:02: Das ist ja heute schon so. Da versucht man heute schon automatisiert vorherzusagen,

00:12:07: wie die Buchungssätze ausschauen werden, die hinter dieser Rechnung sich verbergen.

00:12:12: Und ein Problem dabei ist, wenn man es mit heutigen KI-Techniken macht, ist, dass es die

00:12:17: Erklärbarkeit, warum eine künstliche Intelligenz zu dem Ergebnis kommt,

00:12:22: dass der Sohn zugebucht werden soll, das kann man nicht richtig gut nachvollziehen.

00:12:26: Und da gibt es eben Ansätze, man versucht es dann mit Logikaustrücken im Endeffekt zu machen,

00:12:32: also so regeln quasi, dafür wieder automatisiert abzuleiten. Und in dem Bereich zum Beispiel

00:12:37: solche Regeln automatisiert abzuleiten, da kann ein Computer den nicht gut helfen,

00:12:42: weil das ist auch ein sehr komplexes Thema, das auszurehnen.

00:12:45: Also hier würde der Quantencomputer sozusagen einmal zurückspulen, wenn die KI einen Beleg,

00:12:52: den ich jetzt in einem Programm gebe, interpretiert, dann kann ich heutzutage überhaupt nicht nachvollziehen,

00:12:57: wie die Ergebnisse entstanden sind. Da kommt dann einfach am Ende irgendwas raus.

00:13:01: Und ein Quantencomputer könnte an der Stelle rückwärts schauen und sagen,

00:13:06: nach diesen Regeln ist die KI auf das Ergebnis gekommen. Und das ist natürlich etwas,

00:13:11: was jetzt nicht nur für Steuerberaterin relevant ist, sondern auch für uns alle und für jedes

00:13:15: Unternehmen, weil KI in unserem Leben einfach überall eine immer wichtige Rolle spielt und auch in

00:13:21: Zukunft spielen wird. Quantencomputer sind jetzt schon da und können in Zukunft immer wichtiger

00:13:26: werden, insbesondere auch im Zusammenspiel mit sogenannter künstlicher Intelligenz.

00:13:30: Das Frauenhofer IIS untersucht zusammen mit Unternehmen und anderen Forschungseinrichtungen,

00:13:35: wie dieses Zusammenspiel in Zukunft immer besser gelingen kann und wie Quantencomputer dazu

00:13:40: beitragen können, Prozesse in Unternehmen zu optimieren. Als Experte dafür haben wir Markus

00:13:45: Weißenbeck gehört. Er ist Verantwortlicher für das Forschungsfeld Quantencomputing in der

00:13:49: Supply Chain am Frauenhofer IIS, dem Institut für integrierte Schaltungen in Erlangen.

00:13:55: Außerdem hat uns Martin Braun von der Firma Dativ erzählt, wie Steuerberatungsfirmen von

00:14:01: Quantencomputing profitieren können. Und mit ihnen beiden hat meine Kollegin Esther

00:14:05: Stefan gesprochen. Danke dir an dieser Stelle für deine Recherche und das Gespräch Esther.

00:14:09: Sehr gerne.

00:14:10: Und falls ihr jetzt auch mehr Lust habt auf aktuelle Wissenschaft und Forschung, dann könnt ihr

00:14:21: das genau hier an dieser Stelle finden, jede Woche im Forschungsquartett. Dazu folgt uns doch

00:14:25: gerne auf der Podcast-Plattform Eurer Wahl. An dieser Stelle bedanke ich mich auch nochmal

00:14:29: bei meinen beiden Kolleginnen Esther Stefan und Karolin Breitschädel. Sie hatten nämlich die

00:14:33: Redaktion für diese Folge. Mein Name ist Sarah-Marie Plickardt. Ich sage tschüss und bis zum nächsten Mal.

00:14:38: Das Forschungsquartett Wissenschaft bei Detektor FM in Kooperation mit der Frauenhofergesellschaft.

00:14:52: [Musik]

00:15:02: [Beifall]