Die Quanten-Revolution 2.0

In den letzten Jahren sind die Erfolge der KI sehr groß. Deshalb sehen viele Menschen eine andere Revolution nicht: die Quanten-Technologie. Sie ist noch neu, aber ihre Möglichkeiten sind genauso groß wie bei KI, vielleicht sogar größer.

Viel schneller als jeder Supercomputer

Ein KI-Modell ist wie eine Lern-Maschine. Es arbeitet mit sehr vielen Daten und sucht die beste Antwort. Die Quanten-Technologie verändert aber die Basis: Sie verändert, wie wir Informationen verarbeiten.

Ein Beispiel ist die Sicherheit im Internet. Vor kurzem hat die Firma Anthropic das KI-Modell Mythos veröffentlicht. Mythos kann versteckte Fehler in Software finden und nutzen. Das betrifft Software von Banken bis zu Armeen. Deshalb gab es eine globale Sicherheits-Krise. KI arbeitet mit sehr vielen Daten und findet die wahrscheinlichste Lösung. Deshalb ist KI sehr gut im Suchen. Sie findet wie eine Nadel im Heuhaufen auch kleine Sicherheits-Lücken in Systemen.

Ein Quantencomputer kann aber alle heutigen Sicherheits-Netze leicht brechen. Mit speziellen Quanten-Algorithmen kann er viel schneller rechnen als die stärksten Supercomputer heute. Er ist Millionen-mal, sogar Milliarden-mal schneller. Die heutigen Passwörter und Codes sind sehr kompliziert. Ein Supercomputer braucht zehn Jahre oder sogar tausend Jahre, um sie zu brechen. Ein Quantencomputer braucht nur Sekunden bis Stunden, höchstens ein paar Tage.

Man kann es so erklären: KI geht durch eine Sicherheits-Mauer. Sie findet schwache Stellen und Löcher und geht hindurch. Wenn man die Löcher repariert, ist die Mauer wieder sicher. Ein Quantencomputer ist anders. Er ist super schnell und hat einen speziellen Algorithmus. Er macht einen Schlüssel und öffnet die Sicherheits-Schlösser direkt. Die Schlösser haben dann keine Chance.

Das ist nur eine von sehr vielen Anwendungen. Quanten-Technologie kann unseren Weg für viele Probleme in Wissenschaft, Technik und Sicherheit total verändern. Heute denken wir: Diese Probleme kann man mit Technik nicht lösen.

Die drei Säulen der Quanten-Technologie

Die erste Säule ist das Quanten-Rechnen. Dazu gehören Quantencomputer und Quanten-Simulation. Sie haben den größten Einfluss. Sie wirken auf fast alle Bereiche: neue Medikamente, neue Materialien, neue Finanz-Systeme und Geld-Systeme und neue Sicherheits-Systeme. Quanten-Rechnen kann auch sehr schwierige technische Probleme lösen. Keine klassische Methode kann das, auch KI nicht.

Die zweite Säule ist die Quanten-Kommunikation. Sie kann Quanten-Informationen sicher senden. Niemand kann sie abhören. Das ist ein großes Problem für die klassische Verschlüsselung heute.

Die dritte Säule sind Quanten-Sensoren. Sie können viel genauer messen als klassische Sensoren. Sie messen schnell und super genau. Das ist besonders wichtig für die Verteidigung.

Man muss wissen: Viele wichtige Technologien der modernen Welt kommen aus der Quanten-Mechanik. Die Quanten-Mechanik ist 100 Jahre alt. Das nennen wir die erste Quanten-Revolution oder Quantum 1.0. Beispiele sind Halbleiter-Chips für Computer und KI, Laser für optische Kommunikation und neue Materialien.

Mit anderen Worten: Ohne Forschung in Quanten-Mechanik gibt es keinen Transistor, keinen Halbleiter-Chip, keinen Personal Computer, kein Smartphone und kein Internet.

Heute glauben Wissenschaftler: Die zweite Quanten-Revolution oder Quantum 2.0 beginnt erst jetzt. Aber sie wird viel größere Ergebnisse bringen als Quantum 1.0.

Länder kämpfen um die Zukunft

Nicht nur Wissenschaftler, auch Regierungen und Investoren haben große Erwartungen. Sie investieren viel Geld in Quanten-Technologie. Zahlen von McKinsey zeigen: Von 2007 bis Ende 2023 haben Regierungen mehr als 42 Milliarden US-Dollar öffentlich investiert. Im Jahr 2024 kommen 2 Milliarden dazu und im Jahr 2025 kommen 10 Milliarden dazu. Japan hat lange wenig gemacht. Aber Ende 2025 will Japan 7,4 Milliarden US-Dollar investieren. Damit ist Japan auf Platz 2, nur nach China mit 15,3 Milliarden. Danach kommen Deutschland mit 5,2 Milliarden, Großbritannien mit 4,3 Milliarden und die USA mit 3,8 Milliarden. Vor kurzem sagen die USA: Wir investieren 2 Milliarden extra für Quanten-Technologie. Bei privaten Investitionen sind die USA Nummer 1 mit 3,45 Milliarden, danach Großbritannien mit 1,6 Milliarden, Kanada mit 1,3 Milliarden und die EU mit 1,218 Milliarden.

Dieses Geld für Quanten-Technologie ist viel. Aber es ist noch sehr wenig im Vergleich zu KI. Für KI gibt es jedes Jahr hunderte Milliarden Dollar. Aber es ist so viel wie für KI vor 10 bis 15 Jahren. KI hat schon viele Jahrzehnte früher mit Forschung begonnen. Das zeigt: Quanten-Technologie ist heute so wie KI vor mehr als zehn Jahren. Sie hat noch keinen großen Einfluss überall. Aber viele Länder sehen sie schon als strategische Technologie für die Zukunft. Wer jetzt Forschung in Quanten-Mechanik beginnt, hat später einen Vorteil.

Warum geben Regierungen und Tech-Firmen viele Milliarden Dollar für eine Technologie, die noch nicht fertig ist? Die Antwort ist ein Wissenschafts-Problem, das es fast 100 Jahre gibt. Daraus kommt die Idee für den Quantencomputer: Wie kann man die Natur genau simulieren?

Warum ist Quanten so stark?

Im Jahr 1981 besucht der amerikanische Physiker Richard Feynman ein neues Supercomputer-Zentrum. Man erklärt ihm die Prinzipien und die Leistung des Systems. Dann sagt er: „Verdammt, die Natur folgt nicht der klassischen Mechanik. Wenn ihr die Natur simulieren wollt, baut besser einen Computer, der der Quanten-Mechanik folgt." Damals hat niemand, auch Feynman nicht, eine genaue Idee von einem Quantencomputer wie heute. Erst mehr als 15 Jahre später gibt es Forschung über Quantencomputer.

Die Natur arbeitet nach Quanten-Regeln, aber unsere heutigen Computer arbeiten nach klassischen Regeln. Deshalb können klassische Computer viele Quanten-Probleme nicht lösen, auch wenn sie sehr stark sind. Viele dieser Probleme sind wichtig für neue Materialien und neue Medikamente. Zum Beispiel: Wir wollen bessere Batterien, bessere Supraleiter oder bessere Medikamente machen. Zuerst müssen wir genau verstehen, wie Atome und Elektronen zusammenarbeiten. Später sehen die Menschen: Quantencomputer und Quanten-Rechnen können noch viel mehr.