29.07.2019

Google: Überlegene Quantencomputer in wenigen Monaten erwartet

Wie Aussagen des Google-Quantencomputing-Chefs Hartmut Neven nahelegen, könnte der Internetriese knapp davor stehen, klassischen Computern überlegene Quantencomputer zu haben. Die "Quantum Supremacy" wird allgemein als Voraussetzung für den Durchbruch der Technologie gesehen.
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Google, Quantencomputer
(c) Google - Einem "geleakten" Paper nach hat Google einen Quantencomputer entwickelt, der alles bisherigen Supercomputer übertrifft.

So sehr der Quantencomputer als eine, wenn nicht die große technologische Zukunftshoffnung gesehen wird, so sehr gingen bislang auch die Schätzungen auseinander, wann es mit einem “Regelbetrieb” soweit sein könnte. Denn es gibt weltweit zwar schon zahlreiche funktionierende Quantenprozessoren, noch gibt es aber eine Reihe von Baustellen. Als wichtigster Milestone auf dem Weg zum Durchbruch gilt allgemein “Quantum Supremacy” – also der Punkt an dem es überlegene Quantencomputer gibt, die Rechenoperationen durchführen können, zu denen kein klassischer Computer in der Lage ist.

+++ Quantentechnologie: Europa wittert eine Chance im globalen Wettlauf +++

Wann kommt die “Quantum Supremacy”?

Dabei gingen bislang auch führende Experten auf dem Gebiet davon aus, dass es noch eine Zeit lang dauern dürfte, bis man soweit ist. So sprach etwa Rainer Blatt, Direktor des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation an der Universität Innsbruck, gegenüber dem brutkasten noch im Frühjahr diesen Jahres von “in den nächsten 10 oder 15 Jahren”.

Google: “doppelt-exponenzielles” Wachstum der Rechenleistung

Doch Blatt könnte sich, wie Aussagen des Google-Quantencomputing-Chefs Hartmut Neven nahelegen, stark verschätzt haben. Denn der deutschstämmige Google-Forscher sprach bereits beim “Google Quantum Spring Symposium” im Mai diesen Jahres von einer rasanten Entwicklung in seinem “Quantum Artificial Intelligence Lab”, die inzwischen in Fach-Medien als “Neven’s Law” bezeichnet wird (in Anlehnung an “Moore’s Law” bei klassischen Computern). Demnach entwickle sich die Rechenleistung der Quanten-Prozessoren bei Google derzeit mit einer “doppelt-exponenziellen” Rate – ein Wachstum, das in der Natur keine Entsprechung habe.

Leistung: Vom Laptop zum Server-Netzwerk in drei Monaten

Noch im Dezember vergangenen Jahres habe man eine Rechenoperation am besten Quanten-Prozessor des Unternehmens auf einem Standard-Laptop simulieren können. Im Jänner 2019 hätte man zur Reproduktion eines Vorgangs am nun verbesserten Quantenchip bereits einen starken Desktop-PC gebraucht. Im Februar habe dann kein im Lab vorhandener klassischer Rechner mehr ausgereicht und man musste sich des Google-Server-Netzwerks mit Millionen parallel rechnenden Prozessoren bedienen. “Es sieht so aus, als ob nichts passiert, nichts passiert, und dann whoops: Plötzlich bist du in einer anderen Welt”, sagt Neven zum Wachstum der Rechenleistung.

Überlegene Quantencomputer: Schwerer Beweis

Die “Quantum Supremacy” könnte also in den kommenden Monaten erreicht werden, schätzt man nicht nur bei Google. Sie wirklich zu beweisen könnte aber noch länger dauern. Denn dazu müsste auch nachgewiesen werden, dass wirklich kein traditioneller Rechner dieser Welt mit keinem noch so effizienten Algorithmus zur gleichen Rechenoperation in der Lage wäre.

Verschlüsselung, Simulation und natürlich Artificial Intelligence

Auch wenn die “Quantum Supremacy” erreicht ist, werden überlegene Quantencomputer die traditionellen Rechner nicht ersetzen. Für alle alltäglichen Vorgänge werden sich “normale Computer” nämlich weiterhin besser eignen. Es geht vielmehr um Rechenoperationen, denen diese einfach nicht gewachsen sind. Große Hoffnungen werden in Sachen Quantentechnologie etwa in die Bereiche Verschlüsselung, Simulation und natürlich Artificial Intelligence gesetzt. Rainer Blatt zeigte dazu gegenüber dem brutkasten vier große Usecases auf.

Auswirkungen auf globalen Wirtschaftswettlauf und Poltik?

Was die Auswirkungen eines Durchbruchs der Quantentechnologie angeht, sind der Fantasie in der aktuellen Diskussion derzeit jedenfalls keine Grenzen gesetzt. Denn diese werden – so der Tenor – weit über technologische Implikationen hinausgehen. Zum einen wird Quantencomputing als einer der Schüssel im wirtschaftlichen Wettlauf zwischen den USA, China und Europa gesehen. Zum anderen wird mitunter auch ein massiver Einfluss auf die Politik erwartet. So sagt der Wirtschaftsberater und Philosoph Anders Indset etwa im Gespräch mit dem brutkasten: “Ein leistungsstarker Quantencomputer führt zu einer umfassenden Algorithmokratie mit Digital-Diktatoren. Diese wird sich rapide verbreiten und den Machthabern immer mehr Macht geben”.

⇒ Mehr zum Thema im brutkasten Print-Magazin #8 “Quantensprünge”.

⇒ Zur Page des Google “Quantum Artificial Intelligence Lab” 

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Analyser, CSRD, EU-Taxonomie
(c) - PwC Österreich -Das Konsortium des Projekts "Analyser" beim Kick-Off.

Die Regeln der Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD), die in den kommenden Jahren sukzessive schlagend werden, bedeuten für zahlreiche österreichische Unternehmen eine Verpflichtung zur Nachhaltigkeitsberichterstattung. Bei vielen von diesen – auch jene, die freiwillig schon früher als erforderlich mit der Umsetzung starten – werden Schwierigkeiten erwartet, die Anforderungen zu erfüllen, da insbesondere KMU nicht über ausreichend Kapazitäten für interne Nachhaltigkeitsabteilungen verfügen würden.

CSRD und Taxonomie

Dies gilt im Besonderen für die EU-Taxonomie, die ergänzend zur CSRD anzuwenden ist. Gemäß ihr müssen die wirtschaftlichen Aktivitäten eines Unternehmens als nachhaltig oder nicht-nachhaltig deklariert werden.

Die Verordnung umfasst umfangreiche und detaillierte Kriterien, die für Ungeübte nicht leicht zu verstehen sind. Deshalb will in einem kürzlich gestarteten Forschungsprojekt namens “AI Enabled Sustainability Jurisdiction Demonstrator” (Analyser) ein Forschungskonsortium KI-basierte Module entwickeln. Die sollen es auch ungeschulten Anwenderinnen und Anwendern ermöglichen, die gesetzlichen Meldepflichten zu erfüllen. So soll eine Erleichterung für Unternehmen erzielt werden.

“Das oberste Ziel unseres Projekts ist es, die Zahl der KMU zu erhöhen, die selbstständig in der Lage sind, die EU-Taxonomie in guter Qualität zu berichten”, erklärt Maximilian Nowak, der das Projekt bei Fraunhofer Austria leitet.

Das Konsortium

Das Konsortium, bestehend aus Fraunhofer Austria, Universität Innsbruck, Technischer Universität (TU) Wien, Leiwand AI, PwC Wirtschaftsprüfgesellschaft, der Wirtschaftsagentur Niederösterreich ecoplus, Murexin und Lithoz wird dafür Teile des Prozesses mithilfe von Künstlicher Intelligenz automatisieren. Ein Chatbot, der auf einem eigens kreierten Sprachmodell beruht, soll mit den Anwenderinnen und Anwendern im Dialog stehen und sicherstellen, dass alle benötigten Dokumente vorliegen.

Es sind nämlich viele Fragen im Rahmen der Nachhaltigkeitsberichterstattung zu klären: Welche wirtschaftlichen Aktivitäten gibt es im Unternehmen? Wie umfangreich sind diese? Welche davon sind taxonomiefähig, können also überhaupt nach den Kriterien bewertet werden?

Josef Baumüller, der von Seiten der TU Wien an dem Projekt beteiligt ist, sagt: “Es ist vielen noch nicht bewusst, wie komplex die Anforderungen zunächst an die Datenerhebung und anschließend an die Klassifizierung sind. Die Prozesslandschaft im Unternehmen muss erfasst und auf die Vorgaben der EU-Taxonomie übergeleitet werden, darüber hinaus gilt es, relevante Datenbedarfe zu identifizieren und im Sinne der Effizienz v.a. bereits vorhandene Datenbestände zu nützen.”

CSRD-Berichterstattung eine Herausforderung

Dass eine Unterstützung der Unternehmen unumgänglich ist, sagt auch Stefan Merl von der PwC Österreich GmbH Wirtschaftsprüfungsgesellschaft: “Wir spüren bereits jetzt eine massive Zunahme in den Anfragen von Unternehmen, insbesondere von KMU, die sehen, dass die Erfüllung der CSRD-Berichterstattungspflichten eine große Herausforderung ist. Es führt kein Weg daran vorbei, eine automatisierte Lösung zu entwickeln, die weit über den Automatisierungsgrad bestehender Tools hinausgeht. Genau das wollen wir im Projekt ‘Analyser’ verwirklichen.”

Dabei ist essenziell, dass die im Tool eingesetzte KI fair, nachvollziehbar und korrekt arbeitet. Dafür soll Leiwand AI GmbH die nötige Expertise in das Projekt einbringen.

“In einer so kritischen Angelegenheit wie der Nachhaltigkeitsberichterstattung ist es besonders wichtig, dass auch Maßnahmen hinsichtlich einer zuverlässigen und fairen KI-Lösung getroffen werden. Durch den Einsatz verschiedener Methoden rund um nachhaltige und vertrauenswürdige KI werden wir dazu beitragen, dass der ‘Analyser’ gesicherte Informationen liefert, fair in Bezug auf Bias und Diskriminierung ist und im Einklang mit dem EU AI Act steht”, sagt Mira Reisinger, Data Scientist bei Leiwand AI.

Das Projekt ist im Herbst 2024 gestartet, läuft über drei Jahre und wird durch die FFG aus Mitteln des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie gefördert.

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