20.04.2019

Quantentechnologie: Das werden die 4 größten Usecases

Rainer Blatt, Direktor des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation an der Universität Innsbruck, gilt als einer der weltweit renommiertesten Wissenschaftler im Bereich der Quanteninforma­tion. Für den brutkasten gab er einen Ausblick auf vier künftige Anwendungsbereiche dieser Technologie und wann diese unser Leben disruptiv verändern werden.
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Quantentechnologie
(c) IQOQI / C. Lackner

Rainer Blatt, dem heutigen Direktor des weltweit renommierten Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation an der Universität Innsbruck, ist es 2004 gelungen, zum ersten Mal Quanteninforma­tion zu teleportieren. Heute arbeitet er mit den Quantentechnologie-Fachkollegen Peter Zoller und Thomas Monz an der Realisierung des Quantencomputers. Sein Institut betreibt Rechner mit im internationalen Vergleich extrem hohen Qubits-Anzahlen und ist in Sachen Fehlerkorrektur-Forschung an der Weltspitze.

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

Dass Quantencomputer selbst zwar ein großer Teil Blatts Forschung sind, keinesfalls aber alleine im Mittelpunkt stehen, liegt an drei weiteren Kerntechnologien, die laut Blatt – auch die Europäische Union sieht das in ihrem Quanten-Manifest so – zuerst umgesetzt werden sollten: Quantenkommunikation, Quantensimulation und Quantensensoren werden unsere Welt gravierend verändern. Dies noch bevor die Computer in prognostizierten zehn bis 15 Jahren zur totalen Disruption führen werden.

1. |Die Kommunikationsrevolution: Absolut sichere Datenübertragung durch Quantentechnologie

„Wir sehen heute schon Firmen in den USA und in Europa, die Geräte zur Quantenkommunikation verkaufen“, erklärt Rainer Blatt. Diese Geräte würden Quantenkommunikation nutzen, um Nachrichten besonders sicher zu übertragen. Der Grund: Liest eine dritte Stelle Daten während der Übertragung aus, werden diese unausweichlich sofort zerstört – eine inhärente Eigenschaft der Technologie.

„Ein noch nicht mögliches, aber nächstes Ziel ist es, die Quantenkommunikation über lange Strecken verfügbar zu machen“, sagt Blatt. Die Schwierigkeit dabei: „Die verwendeten Lichtleitfasern sind zwar sehr transparent, aber über lange Strecken werden heute auch für die herkömmliche Datenübertragung ca. alle 100 Kilometer Verstärkerstrecken eingesetzt. Verstärken heißt aber, sie müssen die Information, die ankommt, lesen, verstärken und weitergeben. Das funktioniert mit Quanteninformation nicht, weil sie beim Lesen zerstört wird.“

Deswegen verlange diese Technologie nach sogenannten Quantenwiederholern, also „Stationen, die wie ein kleiner Quantencomputer funktionieren. Sie nehmen Information entgegen und geben diese mithilfe von Verschränkungsprotokollen weiter.“ Gelingt es, dies technisch umzusetzen, wird die globale, absolut sichere Datenübertragung kommen. In fünf bis zehn Jahren sollen so Quanten-­Netzwerke zwischen großen Städten möglich sein. Der Entwicklungsplan der Europäischen Union sieht dabei auch erste Kreditkartensysteme auf uns zukommen, die auf dieser Technologie basieren. Ein europäisches Internet, das klassische und Quantenkommunikation miteinander verbindet, lässt laut Quan­ten-Timeline des offiziellen EU-Manifests noch über zehn Jahre auf sich warten.

2. | Sensoren für Zeitmessung: Kurzfristig das größte Anwen­­­dungspotenzial

„Schon heute beruht ein Großteil der Messtechnik auf atomaren Messungen, insbesondere die Messung der Zeit. Die Sekunde ist festgelegt als ein Neunmilliardstel einer Schwingung eines Cäsium-Atoms“, meint Blatt und gibt Ausblick auf die disruptive Kraft der Quantentechnologie. „Diese Messungen werden in Zukunft auf optische Schwingungen übertragen. Wir können dann Zeiten mit einer unvergleichlichen Präzision von bis zu 16 Stellen hinter dem Komma messen.“

Quanten-Glasfaserkommunikation, Navigation im Weltall und viele andere Gebiete, die auf extrem genauer Zeitmessung basieren, werden damit riesige Entwicklungsschritte machen. „Für meinen persönlichen Geschmack wird dieses Thema in der öffentlichen Diskussion viel zu sehr vernachlässig“, so Blatt: „Ich bin der Meinung, dass vor allem die Quantenmesstechnik in den nächsten Jahren viel mehr Anwendung finden wird als alle anderen Technologien.“

Quantensensoren für Schwerkraft oder Magnetismus sind heute kurz vor der Markteinführung. Navigationssysteme, die auf der Technologie beruhen, sollen laut EU-Plan in fünf bis zehn Jahren in handlichem Format erhältlich sein. Bis zur Integration im Handy dürfte die Technologie noch mehr als zehn Jahre brauchen. Eine Schätzung scheint hier schwierig.

3. | Material und Medikamente: Völlig neue Festkörper und chemische Verbindungen simulieren

„Wenn Sie Materialeigenschaften mittels Quantenmechanik studieren wollen, dann stellen Sie fest, dass Sie bereits bei 40 Atomen am Ende der Fahnenstange angelangt sind, selbst mit den besten Supercomputern dieser Welt. Aber: Die meisten Materialien bestehen aus mehr als 40 Atomen.“

Die Lösung liegt in der Quantensimulation: „Sie geben 40 richtigen Atomen genau jene Eigenschaften, die sie brauchen und lassen sie auf vorbestimmte Art und Weise wechselwirken. Die Phänomene, die sie dabei studieren können, kann kein Computer ausrechnen.“ So werden sich in den nächsten fünf bis zehn Jahren komplexe Materialien mit disruptivem Nutzen in allen Industrien entwickeln. Auch die Arzneimittelherstellung soll davon gravierend profitieren.

4. | Quantenrechner überholen klassische Computer: „Das wird in den nächsten 10 oder 15 Jahren sicher passieren“

Blatts Vision: „Computer werden durch Quantencomputer ersetzt.“ Sie kommunizieren über ein ultrasicheres Netz von Lichtleitungen, sie bauen auf die exaktest mögliche Zeitmessung und nutzen die gleichen Effekte wie die Quantensimu­lation. Die Quantencomputer haben das Potenzial – auch nach den Plänen der EU –, die größte Technologierevolution der Menschheitsge­schichte zu werden.

„Digitale Quantencomputer sind Maschinen, die mit Quantenhilfe über programmierte Schaltkreise echte Re­chenprobleme lösen können“, erklärt Blatt und beschreibt den technologischen Hintergrund: „Dazu müssen alle Rechenoperationen in sogenannte Gatteroperationen zerleget werden. Da sind wir noch nicht so weit, dass wir klassische Computer in ihrer Leistungsfähigkeit schlagen können. Aber: Wir sehen die Probleme und verstehen sie.“

Jetzt muss noch eine Reihe technischer Entwicklungen gemacht werden, bevor man die klassischen Computer abhängen kann. „Das wird in den nächsten 10 oder 15 Jahren sicher passieren“, meint Blatt. Die Auswirkungen auf Anwendungen der Optimierung, Big-Data-Analysen, Machine Learning und künstliche Intelligenz sowie Bilderkennung werden dabei am stärksten spürbar sein.


Dieser Beitrag erschien in gedruckter Form im brutkasten Print-Magazin #8 “Quantensprünge”.

⇒ zur Page des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation

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Marie Pierer, Designerin und Mitgründerin von Studio Furore, und Nino Groß, Head of Brand & Communications bei Instahelp | © Niki Pommer
Marie Pierer, Designerin und Mitgründerin von Studio Furore, und Nino Groß, Head of Brand & Communications bei Instahelp | © Niki Pommer

Bunt, warm, lebendig und offen: So beschreibt Instahelp seinen neuen Auftritt. Die 2015 gegründete Plattform für Online-Therapie und psychologische Beratung hat gemeinsam mit Studio Furore Logo, Typografie, Farbwelt, Fotografie und Illustration neu entwickelt. Entstanden ist laut Aussendung alles in Graz.

Der Auftritt soll laut Aussendung ein Gegenentwurf zur häufig cleanen und zurückhaltenden Ästhetik des Gesundheitsbereichs sein. Das in der Aussendung als „schnell“ beschriebene Logo rückt ein Kernattribut der Plattform ins Zentrum: den garantierten Erstkontakt mit Psycholog:innen binnen 24 Stunden.

Nino Groß, seit Jänner Head of Brand & Communications bei Instahelp, formulierte laut Aussendung den Markenauftrag, das Thema in die Mitte der Gesellschaft zu tragen.

Über sein Netzwerk kam er laut Aussendung mit Marie Pierer in Kontakt, Designerin und Mitgründerin von Studio Furore. brutkasten hat bei beiden nachgefragt, was Gründer:innen und Marketingverantwortliche aus dem Projekt lernen können.

1. Die Marke laufend hinterfragen

„Man sollte wohl nie damit aufhören, seine Marke kritisch zu betrachten. Auch, wenn man etwas Ikonisches geschaffen hat“, sagt Groß. Spätestens wenn Markenelemente nicht mehr praktikabel oder im Kontext des Zeitgeists nicht mehr zielführend seien, sei es an der Zeit, etwas zu verändern.

Bei Instahelp sei die Ausgangssituation ideal gewesen: ein starkes Fundament und zehnjähriges Bestehen. „Die Grundidee war von Beginn weg, auf dem Bestehenden aufzubauen und es in die Zukunft zu tragen“, so Groß. Die Marke solle Strahlkraft über den Health-Bereich hinaus bekommen.

„Sei mutig.“: Der neue Auftritt von Instahelp soll laut Aussendung nicht klinisch oder distanziert wirken, sondern nahbar und selbstbewusst | © Studio Furore / Instahelp

2. Mit den W-Fragen beginnen

Als erste Best Practice nennt Groß die strategische Annäherung mit den wichtigsten W-Fragen: „Wozu machen wir das, wo wollen wir damit hin, welche Ziele soll die Marke erreichen, die sie bislang noch nicht erreicht hat?“

Pierer beschreibt den Ausgangspunkt ihrer Arbeit so: „Am Anfang steht für uns immer die Frage: Was wollen wir eigentlich vermitteln, wen wollen wir erreichen und was sollen Menschen fühlen, wenn sie mit der Marke in Berührung kommen?“

Darauf aufbauend entwickle Studio Furore ein Konzept mit einer klaren Herleitung. Daraus entstehe Schritt für Schritt die Brand Identity, von Logo, Farben, Typografie und Bildwelt bis hin zu Layoutsystem, Gestaltungselementen und Tonalität. Ziel sei ein Aha-Moment, „bei dem man versteht, warum etwas genau so gestaltet ist“.

3. Innen- und Außenperspektive zusammenbringen

Groß steuerte das Projekt in Abstimmung mit der Geschäftsführung und entwickelte das markenstrategische Konzept. Eingebunden waren außerdem die internen Design-Verantwortlichen, die den bisherigen Markenauftritt verantwortet hatten, sowie der CTO.

Diesen Mix zählt Groß zu den Best Practices des Projekts. Es gehe darum, jene, die den Markenkern gebaut haben, mit jenen zusammenzubringen, die ihn weiterentwickeln werden. „Diesen Wissenstransfer braucht es.“ Ebenso wichtig sei, offen und ohne Tabus zu diskutieren, was bleiben darf und was gehen muss. „Greift man die gesamte Identität an, ist das ein schmaler Grat.“

Dass die Entscheidungen im Unternehmen schnell fielen, hat Groß nach eigenen Angaben beeindruckt. Die Marke habe in ihrer Erscheinungsform seit zehn Jahren bestanden. „Von daher ist das keine kleine Intervention, wenn man an die gesamte Identität geht.“

4. Bei der Agentursuche das eigene Netzwerk nutzen

„Wir haben mehrere Angebote eingeholt, das sollte man immer“, sagt Groß. Ausschlaggebend sei im Endeffekt der persönliche Kontakt gewesen. Er kenne die Köpfe hinter Studio Furore schon lange und habe von ihnen nie etwas gesehen, das ästhetisch und handwerklich nicht auf sehr hohem Niveau gewesen sei.

Bei einem Mittagessen mit Pierer und Fotograf Kurt Bauer, der für die Bildwelt verantwortlich zeichnete, sei ihm nach ein paar Sätzen klar gewesen: „Die spüren die Marke.“

Startups und kleineren Unternehmen rät Groß, nach Möglichkeit persönliche Kontakte anzuzapfen, also Personen mit Erfahrung und guten Drähten in die Kreativwirtschaft. „Das spart einerseits Zeit und schützt vor Leerläufen. Andererseits ist es enorm wichtig für die qualitative Einschätzung.“

Der neue Markenauftritt von Instahelp: Die Bildwelt stammt von Fotograf Kurt Bauer | © Studio Furore / Instahelp

5. Konventionen brechen, wenn sie dem Ziel im Weg stehen

Die neue Marke tritt bunt und warm statt klinisch auf. „Ich sehe das eigentlich weniger als Mut, sondern vielmehr als Notwendigkeit“, sagt Pierer dazu. Psychische Themen seien gesellschaftlich schon stark mit Schwere und Unsicherheit behaftet. „Wie soll man Hoffnung vermitteln oder ein Gefühl des Aufatmens schaffen, wenn die Gestaltung genau diese Schwere noch verstärkt?“

Verharmlosen dürfe man das Thema dadurch nicht. „Aber ernst zu nehmen bedeutet nicht automatisch, dass etwas klinisch, kühl oder schwer aussehen muss.“ Dabei müsse jedes Element eine klare Bedeutung haben. „Es geht nicht einfach darum, ein schönes Logo oder eine bestimmte Farbe zu wählen. Die Gestaltung muss in sich stimmig sein und eine Geschichte erzählen.“

Für Pierer hat das Projekt auch eine persönliche Seite. In der Aussendung schildert sie, nach der Geburt ihres ersten Kindes selbst schwierige psychische Phasen erlebt zu haben. „Wenn ich damals von einem Angebot wie Instahelp gewusst hätte, wäre mir der Weg zur Unterstützung mit Sicherheit leichter gefallen.“

6. Mit kleinem Budget: wenige Dinge richtig machen

Startups mit kleinem Budget rät Pierer, sich am Anfang klar darüber zu werden, wofür man steht und was man vermitteln möchte. „Man braucht nicht sofort ein riesiges Branding oder unzählige Gestaltungselemente. Man braucht ein gutes Konzept.“

Ein durchdachtes Logo, eine passende Farb- und Typografiewelt und eine konsistente Bildsprache könnten schon viel bewirken. Pierer rät davon ab, Trends oder andere Marken zu kopieren, nur weil sie gerade gut funktionieren. Man solle herausfinden, was einen selbst besonders macht, und das konsequent sichtbar machen.

Außerdem solle das Erscheinungsbild flexibel bleiben und mit dem Unternehmen wachsen können. „Eine gute Markenidentität muss nicht von Anfang an riesig sein. Sie muss vor allem eine klare Idee haben.“

Die neue Markenidentität von Instahelp ist laut Aussendung inzwischen vollständig ausgerollt. Die Plattform arbeitet nach eigenen Angaben mit mehr als 400 Psycholog:innen und hat bis dato rund 450.000 Beratungen durchgeführt.

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