ANWENDUNG12. April 2022

Fraunhofer IAIS unterstützt bei Quantum Readiness

Mit dem IAIS Evo Annealer können Unternehmen prüfen, inwiefern sie von Quantentechnologien profitieren können. <Q>Fraunhofer IAIS
Mit dem IAIS Evo Annealer können Unternehmen prüfen, inwiefern sie von Quantentechnologien profitieren können. Fraunhofer IAIS

Worauf müssen sich Banken und Finanzdienstleister im Bereich Quantum Computing einstellen? Wie können Quantencomputer der Branche nützen? Das Fraunhofer-Institut IAIS kann mit dem „IAIS Evo Annealer“ aufzeigen, wie sich mathematische Probleme auf einem solchen Rechner lösen lassen. Auf der Messe „Laser World of Photonics 2022“ können Unternehmen sogar Aufgabenstellungen direkt am Stand berechnen lassen.

Quantentechnologien besitzen das Potenzial, unsere Wirtschaft und Gesellschaft künftig schlagartig zu ändern. Im Finanzbereich werden häufig Kryptoverfahren genannt, die sich mittels Quantum Computing schnell brechen lassen könnten. Doch auch Optimierungsaufgaben und mathematische Probleme mit einer großen Zahl von Variablen, die auf herkömmlicher Technik zu viel Rechenzeit benötigen, sind mögliche Einsatzszenarien. Für Banken und Finanzdienstleister fallen etwa Portfolio-Analysen in diesen Bereich.

Doch die Quantentechnologien stehen noch ganz am Anfang ihrer Entwicklung, und häufig ist den Verantwortlichen mangels Erfahrung nicht klar, ob die üblichen Aufgabenstellungen von diesen neuartigen Rechnern profitieren können und welches die konkreten Vorteile sind. Wie kann man sich unter solchen Umständen auf möglicherweise kommende Herausforderungen vorbereiten oder mögliche Geschäftsperspektiven frühzeitig ausloten?

Überraschungen vermeiden

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS (Website) bieten zu diesem Zweck der Wirtschaft ihre Expertise und Erfahrungen im Bereich Quantum Machine Learning (QML) an. So soll vermieden werden, dass Unternehmen vom Wandel überrascht werden. Stattdessen sollen sie mit Unterstützung der Quantenforscher eine sogenannte „Quantum Readiness“ erreichen.

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TU Dortmund / M. Hengesbach

Mithilfe unserer Beratung können Unternehmen einschätzen, in welchem Maß sie sich auf diese potenziell disruptive Technologie vorbereiten müssen und wo sie konkret als kompetitiver Vorteil realisiert werden kann.“

Dr. Nico Piatkowski, Senior Scientist im Bereich QML am Fraunhofer IAIS

Dabei solle Quantum Machine Learning nicht pauschal als Lösung für alle Probleme dargestellt werden. Es gebe gewisse Anforderungen, die Unternehmen erfüllen müssen, führt Piatkowski aus. Aber auch dazu beraten die Fraunhofer- Wissenschaftler und helfen beim Aufbau der entsprechenden Expertise.

Demonstrator ohne Quantentechnik

Neben der Finanzbranche nennt Fraunhofer IAIS auch Optimierungsaufgaben in Logistik und Industrie als potenzielle Aufgaben der Quantentechnologie, wie beispielsweise Routenberechnungen oder die Berechnung des Materialbedarfs in der Produktion. Insbesondere auch für die Künstliche Intelligenz (KI) sehen die Wissenschaftler viel Potenzial im Quantencomputing. Daher entfällt ein Teil ihrer Forschung darauf, die Technologie mithilfe von Quantencomputern von D-Wave und IBM für Maschinelles Lernen und KI nutzbar zu machen.

Der IAIS Evo Annealer bildet die Funktionsweise eines Quantencomputers nach, sodass für die Berechnung kein Quantencomputer genutzt werden muss. <Q>Fraunhofer IAIS
Der IAIS Evo Annealer bildet die Funktionsweise eines Quantencomputers nach, sodass für die Berechnung kein Quantencomputer genutzt werden muss. Fraunhofer IAIS

Für Unternehmen wäre es von Vorteil, wenn sie vorab prüfen können, inwieweit ihnen Quantentechnologien Vorteile bieten würde. Zu diesem Zweck hat Fraunhofer IAIS den sogenannten „IAIS Evo Annealer“ entwickelt. Mithilfe dieser Technologie könnten Unternehmen bereits jetzt auf effizientere Berechnungen für mathematische Fragestellungen zurückgreifen, so das Institut. Auf diese Weise lasse sich ihre Kompatibilität mit Quantentechnologien testen.

Wie Piatkowski erläutert, können die Kunden von Fraunhofer IAIS mit dem Evo Annealer prüfen, inwiefern sich ihre mathematischen Probleme künftig mit Quantencomputing lösen lassen – ohne dass sie dabei tatsächlich auf einen Quantencomputer zugreifen müssen. Die Berechnungen mit dem IAIS Evo Annealer seien zwar nicht ansatzweise so schnell wie auf einem Quantencomputer. Dennoch seien sie bereits deutlich effizienter als bislang möglich und lieferten daher bereits jetzt profitable Ergebnisse. „Je nach Größe können einige Probleme sogar in Echtzeit gelöst werden. Das bestätigen auch unsere Erfahrungen mit Kunden“, so der Quantenforscher.

Eigene Aufgaben rechnen lassen

Einen Demonstrator des IAIS Evo Annealers finden Interessierte im Sonderbereich „World of Quantum“ auf der „Laser World of Photonics 2022“, der Leitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik. Die Wissenschaftler laden Unternehmen ein, eigene mathematische Probleme mitzubringen. Diese könnten dann direkt am Stand berechnet werden. hj

 
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