23.04.2018

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

Interview. Der Quantencomputer könnte für die Artificial Intelligence einen massiven Schritt bedeuten. Die Frage ist: Wann wird er so weit sein?
/artikel/quantencomputer-eine-loesung-fuer-die-ai
Quantencomputer
(c) fotolia.com - Sergey Tarasov

Alexander Glätzle begann seine Forschungen der Theoretischen Quantenphysik am Institut für Quantenoptik und Quanteninformation an der Universität Innsbruck. Sein Projekt zum Thema Quantum Enhanced Maschine Learning brauchte ihm den ersten Platz beim Demo-Day der I.E.C.T. Summer School on Entrepreneuship 2017 ein und führte ihn schließlich nach Oxford, wo er heute in der Grundlagenforschung zu Quanten-Simulatoren und Quanten-Rechnern arbeitet. Im Interview beantwortete er uns ein paar Fragen über den Quantencomputer und seine zukünftigen Möglichkeiten für die Artificial Intelligence.

+++ Hermann Hausers I.E.C.T. Summer School: Applications are open! +++


Die erste Frage zur Orientierung. Wie arbeiten Quantencomputer und was können sie heute?

Quantencomputer basieren – wie der Name sagt – auf den Prinzipien der Quantenmechanik die sich grundlegend von der klassischen Physik unterscheidet und erfolgreich die Eigenschaften und Dynamik von Atomen, Elektronen und Photonen beschreibt. In gewohnten klassischen Computern besteht der Speicher aus Bits, die entweder den Wert Null oder Eins annehmen können. Quanten-Bits – kurz Qubits – können dagegen beide Zustände gleichzeitig annehmen und sich quantenmechanisch „verschränken“. Eine sehr fragile Eigenschaft, die nur in der Quantenwelt, bei sehr kalten Temperaturen und atomaren Teilchen, vorkommt. Die Rechenleistung würde damit exponentiell steigen – zumindest theoretisch –, denn ein Quantencomputer kann jeden Rechenschritt mit sämtlichen Zuständen zur gleichen Zeit durchführen. Das bedeutet nicht, dass Quantencomputer herkömmlichen Rechnern grundsätzlich überlegen sind. Aber die Hoffnung ist, dass sie viele hochkomplexe Aufgaben weitaus schneller lösen als herkömmliche Super-Rechner oder für manche heute nicht lösbaren Problem, überhaupt erst eine Lösung ermöglichen.

Alexander Glätzle

Allerdings machen es gerade diese beiden Eigenschaften, die den Quantencomputer so stark machen, auch unglaublich schwierig, Qubits zu kontrollieren und herzustellen. Das außerordentliche Potential von Quantencomputern gibt es nur, wenn es gelingt die Quantenzustände vor thermischen Fluktuationen und Strahlung zu schützen. 2012 wurden Serge Haroche und David Wineland mit dem Nobelpreis ausgezeichnet für ihre bahnbrechenden Ideen einzelnen Atome und Ionen zu fangen und so zu kontrollieren, so dass sie Quanteneigenschaften zeigten.

Was die Anzahl der Qubits betrifft gibt es zwei unterschiedliche Richtungen. Die eine Richtung fokussiert sich darauf ein paar wenige Qubits perfekt zu kontrollieren und dann upzuscalen. So wurden zum Beispiel in Innsbruck mit Ionen bereits voll funktionsfähige Quantencomputer mit 4 – 8 Qubits gebaut, die darauf optimiert sind, Quanteneffekte für besonders lange Zeit aufrecht zu halten. Vor kurzem wurden auf der CES von IBM und Intel zwei Prototypen mit 50 bzw. 49 Qubits vorgestellt. Die andere Richtung verfolgt zum Beispiel D-Wave: Eine analoge Maschine mit über 2000 Qubits, die speziell für Optimierungsprobleme ausgelegt ist. Volkswagen nutzte diese D-Wave Maschine kürzlich erfolgreich für Verkehrsoptimierung. Allerdings sind sich Experten uneins, ob es sich wirklich um einen Quanten- oder doch nur einen starken klassischen Optimierer handelt.

Was kann man mit 50 Qubits machen?

Das ist gerade besonders spannend in Hinblick auf der Jagd nach „Quantum supremacy“, einer etwas nebulösen theoretischen Grenze, an der klassische Computer nicht mehr mithalten können. Das hängt natürlich auch davon ab, wie gut der beste klassische Algorithmus ist, von der Qualität der Qubits und der tiefe der Gates. Daher wird das wohl eine bewegliche Linie sein, über die man sicher diskutieren wird.

Es ist aber ziemlich sicher, dass dies keine Probleme sein werden wie Verschlüsselungen knacken oder pharmazeutisch motivierte Anwendungen – dazu reicht die Anzahl der kohärenten Qubits noch nicht aus– , sondern abstrakte Probleme bei denen nicht die Antwort im Vordergrund steht sondern das Device selbst. Aber nicht nur der Quanten-speed-up scheint exponentiell zu sein, sondern auch der experimentelle Fortschritt. Wir erleben gerade sehr spannende Zeiten.

Welche Auswirkung könnte Quantencomputing auf die Entwicklung der AI haben?

Eine Herausforderung, für die analogen Quantencomputer geradezu prädestiniert sind, ist Optimierungsaufgaben zu lösen. Mathematisch schauen alle Optimierungsaufgaben gleich aus: Die Aufgabe ist es, bildlich gesprochen, in einer bergigen Landschaft den Ort mit der geringsten Seehöhe zu finden, also den tiefsten Punkt. Dieser entspricht dann der optimalen Lösung des Problems. Stellen Sie sich vor, ein Hubschrauber setzt sie in Alaska aus, ohne Handy, GPS oder Karte und ihre Aufgabe ist es, den tiefsten Punkt zu finden. Schnell werden sie feststellen wie anstrengend das ist, da sie sehr viel Zeit und Energie brauchen um die Berge zu erklimmen um ins dahinter gelegene Tal zu blicken. So ähnlich würde ein klassischer Computer arbeiten. Wären Sie ein Quantencomputer, könnten Sie durch den Berg durchtunneln, ohne ihn zu besteigen und damit das Minimum schneller finden. Nach dem gleichen Prinzip funktionieren auch Machine Learning und Artificial Intelligence.

Während angenommen wird, dass general-purpose quantum computing noch ein paar Jahrzehnte entfernt ist, sind solche speziellen Anwendungen möglicherweise bald in Reichweite. Quanten Machine learning gehört da sicher dazu und könnte das spannende Feld von künstlicher Intelligenz noch mehr befeuern.

Wann könnten erste Quantenkonzepte für AI anwendbar sein?

Die größten Hardware-Herausforderungen sind sicher die Qualität der Qubits und ihre Skalierbarkeit. Es ist sehr schwer abzuschätzen, wenn Quanten-Technologie für Machine Learning relevant wird und auch tatsächlich einen Vorteil bringt. Betrachtet man das explosionsartige Interesse der Industrie und Startups an Quantentechnologie in den letzten paar Jahren gibt es Anzeichen, dass es möglicherweise nur noch ein paar Jahre statt Jahrzehnte dauern wird. Das spüren auch die Strategieabteilungen großer Firmen, die mit Respekt alle disruptiven Entwicklungen beobachten. Wie bei allen exponentiellen Entwicklungen sollte man sich bewusst sein, dass der Impact von Quantentechnologie möglicherweise so groß ist, dass der first-mover Vorteil alle anderen überrennt. Momentan gilt das alte Sprichwort: high risk, high gain.

⇒ Zur Page des Physik-Departments der Uni Oxford

Dieses Interview erschien in gedruckter Form im aktuellen Brutkasten Magazin #6

Deine ungelesenen Artikel:
vor 14 Stunden

„Immobilien sollen sich künftig weitgehend von selbst verwalten können“ – Flatwise will Immobilienmarkt aufmischen

Das Linzer Startup Flatwise will zeitaufwändige Tätigkeiten in der Immobilienverwaltung wie Mietanpassungen, Abrechnungen und Steuerunterlagen mit KI automatisieren. Schon vor dem offiziellen Marktstart setzen Vermieter:innen mit über 3.000 Wohnungen auf die Plattform, wie Mitgründer Johannes Reichl im Interview mit brutkasten erklärt.
/artikel/flatwise-linzer-startup-will-immobilienverwaltung-mit-ki-automatisieren
vor 14 Stunden

„Immobilien sollen sich künftig weitgehend von selbst verwalten können“ – Flatwise will Immobilienmarkt aufmischen

Das Linzer Startup Flatwise will zeitaufwändige Tätigkeiten in der Immobilienverwaltung wie Mietanpassungen, Abrechnungen und Steuerunterlagen mit KI automatisieren. Schon vor dem offiziellen Marktstart setzen Vermieter:innen mit über 3.000 Wohnungen auf die Plattform, wie Mitgründer Johannes Reichl im Interview mit brutkasten erklärt.
/artikel/flatwise-linzer-startup-will-immobilienverwaltung-mit-ki-automatisieren
Das Flatwise-Gründertrio (v.l.) Marc Lindorfer, Edwin Schneider und Johannes Reichl © Flatwise

Wenn es nach Johannes Reichl, Edwin Schneider und Marc Lindorfer geht, ist Immobilienverwaltung bis heute vor allem eines: kleinteilig, zeitintensiv und von manuellen Abläufen geprägt. Genau hier wollen die drei Linzer mit ihrem Startup Flatwise ansetzen. Das Gründerteam entwickelt eine Software, die zentrale Aufgaben von Vermieter:innen, von Mietanpassungen über Betriebskostenabrechnungen bis zur Vorbereitung von Steuerunterlagen, mithilfe von KI-Agenten automatisieren soll. Bereits vor dem offiziellen Marktstart setzen laut Angaben des Startups Vermieter:innen mit insgesamt mehr als 3.000 Wohnungen auf die Plattform.

Von der Pilot- zur Marktphase

Das Team, das erst im August 2026 eine GmbH gegründet hat, hat sein Produkt in den vergangenen Monaten eng mit den ersten 100 Pilotnutzer:innen weiterentwickelt, mit Feedback, Interviews und echten Kund:innendaten, wie Mitgründer Johannes Reichl im Interview erklärt. Der Ansatz unterscheide sich damit von klassischen Proptech-Lösungen, die bestehende Prozesse lediglich digitalisieren: „Wir wollen Immobilienverwaltung nicht nur digitalisieren, sondern grundlegend neu denken. Immobilien sollen sich künftig weitgehend von selbst verwalten können. Vermieter:innen können durch die Software von Flatwise professionell vermieten, ohne dabei selbst Fachexpert:innen sein zu müssen“, so Reichl.

KI-Agenten im Einsatz

Konkret möchte Flatwise KI dort einsetzen, wo Verwaltungsprozesse sinnvoll automatisiert oder unterstützt werden können. Dazu zählen für das Team unter anderem die Vorbereitung und Berechnung von Mietanpassungen, die Unterstützung bei Betriebskostenabrechnungen sowie die strukturierte Aufbereitung von Finanz- und Steuerinformationen. Der KI-Agent verbindet dabei unterschiedliche Daten und Prozessschritte innerhalb der Software, bereitet relevante Informationen auf und unterstützt Vermieter:innen bei der weiteren Bearbeitung.

Der Weg zum Ökosystem

Im Schnitt verwaltet ein:e Flatwise-Nutzer:in laut Unternehmen aktuell rund zehn Wohnungen. Für Reichl zeigt sich dabei ein klares Bild der Branche: „Der Markt ist extrem fragmentiert, es gibt viele Anbieter, die eigentlich zusammenhängen müssten, aber kaum vernetzt sind.“

Dieses Nebeneinander will Flatwise auflösen und sich schrittweise zu einem Ökosystem entwickeln, das Vermieter:innen, Mieter:innen und Dienstleister:innen auf einer Plattform zusammenbringt. „Wir glauben daran, dass gute Vermieter:innen das Wohnen für alle besser machen. Flatwise soll es einfacher machen, gut zu vermieten“, heißt es dazu vom Gründungsteam.

Enterprise-Lösung in Arbeit

Flatwise richtet sich an Vermieter:innen mit Beständen zwischen einer und hundert Immobilien. Mittlerweile hätten sich aber auch Hausverwaltungen und Bestandshalter:innen mit deutlich größeren Portfolios gemeldet. Deshalb entwickelt Flatwise momentan ein Enterprise-Modell, das künftig gezielt auf die Anforderungen größerer Bestandshalter:innen und Hausverwaltungen eingehen soll, wie der Mitgründer im Interview erklärt.

Wachstum vorerst ohne Angels oder VCs

Trotz bestehender Investmentangebote will das Team bei der Finanzierung vorerst auf Förderungen und den eigenen Cashflow setzen. Rund 20 Angebote von Angels und Venture-Capital-Geber:innen sind laut Reichl bereits eingegangen. Aufgegriffen werden sollen sie frühestens, wenn erste Umsätze stehen. Für eine geplante Wachstumsphase ist jedoch in der ersten Jahreshälfte 2027 eine Finanzierungsrunde angedacht. Unterstützung erhält das Gründerteam zudem im Inkubatorprogramm von tech2b durch ein Advisory Board aus Immobilienexpert:innen und erfahrenen Unternehmer:innen.

Wissen als Türöffner

Um neue Kund:innen zu erreichen, setzt Flatwise zusätzlich auf einen eigenen Immobilienratgeber mit aktuell rund 160 Artikeln, der komplexe Themen rund um Immobilien und Wohnen laienverständlich aufbereitet. Bereits mehrere tausend Personen sollen die Inhalte monatlich lesen. Für Reichl ist das ein wichtiger Kanal, um Vertrauen aufzubauen und so langfristig neue Nutzer:innen für die Plattform zu gewinnen.

Im kommenden Jahr will Flatwise nach eigenen Angaben marktführend in Österreich werden. Mittelfristig ist auch eine internationale Expansion, etwa nach Deutschland, angedacht. Ein konkreter Zeitpunkt steht laut Reichl aber noch nicht fest.

Toll dass du so interessiert bist!
Hinterlasse uns bitte ein Feedback über den Button am linken Bildschirmrand.
Und klicke hier um die ganze Welt von der brutkasten zu entdecken.

brutkasten Newsletter

Aktuelle Nachrichten zu Startups, den neuesten Innovationen und politischen Entscheidungen zur Digitalisierung direkt in dein Postfach. Wähle aus unserer breiten Palette an Newslettern den passenden für dich.

Montag, Mittwoch und Freitag

AI Summaries

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

AI Kontextualisierung

Welche gesellschaftspolitischen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

AI Kontextualisierung

Welche wirtschaftlichen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Innovationsmanager:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Investor:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Politiker:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

AI Kontextualisierung

Was könnte das Bigger Picture von den Inhalten dieses Artikels sein?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

AI Kontextualisierung

Wer sind die relevantesten Personen in diesem Artikel?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?

AI Kontextualisierung

Wer sind die relevantesten Organisationen in diesem Artikel?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Quantencomputer: Eine Lösung für die AI?