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Digitale Revolution

Mobilität VW will mit Quantencomputern den Verkehrskollaps verhindern

Mit den neuartigen Rechnern sollen Staus umfahren werden, bevor sie entstehen. Die neue Art der Navigation könnte vor allem den Fahrtdienst-Markt umkrempeln.
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VW will mit Quantencomputern Verkehrsprobleme in Städten lösen Quelle: dpa
Stau auf der Autobahn

Quantenoptimierte Navigation könnte Staus in Zukunft verhindern, glaubt Volkswagen.

(Foto: dpa)

Düsseldorf Volkswagen will ein jahrzehntealtes Versprechen einlösen. Autobauer, Hersteller von Navigationsgeräten und IT-Konzerne hatten es gegeben, als Anfang der 1990er-Jahre die ersten GPS-Geräte auf den Markt kamen. Als später neuartige Algorithmen auftauchten und Rechner gebaut wurden, die mit ihnen umgehen konnten, wurde es dennoch nie eingelöst: die Vision einer modernen Navigation, die staufreie Mobilität ermöglicht.

Bis heute gleicht der Stadtverkehr zu Stoßzeiten oft einem einzigen Chaos. Der Autobauer VW will nun aber eine Lösung gegen den Verkehrskollaps gefunden haben. Mithilfe von Quantencomputern wollen die Wolfsburger das Versprechen endlich einlösen.

Im Rahmen der Digitalkonferenz Web Summit in Lissabon wird Volkswagen am 4.  November erstmals das sogenannte Quantum Routing in Betrieb nehmen. Neun Busse unter dem Namen „Quantum Travel“ werden die Gäste vom Flughafen zum Veranstaltungsort der Konferenz in der Innenstadt fahren. Die Fahrer greifen dabei auf quantenoptimierte Routeninformationen zurück.

VW verspricht eine nahezu staufreie Mobilität, egal zu welcher Uhrzeit. Für Menschen wird damit die Quantentechnologie erstmals erlebbar. „Menschen, die von der Messe zurück zu ihren Hotels oder in die Stadt fahren und dafür unsere Quantum-Shuttles nutzen, erreichen ihr Ziel schneller“, sagt Martin Hofmann, IT-Chef bei Volkswagen, dem Handelsblatt. „Wir können die Reisezeit deutlich reduzieren.“

VW forscht bereits seit drei Jahren an einem quantenbasierten Modell zur Verkehrsoptimierung. Der Autobauer zählt zu einer Reihe von Unternehmen, die sich von den Geräten bislang nie dagewesene Rechenleistungen versprechen. Die Erfolge der Forscher waren bislang lediglich wissenschaftlicher Art, kommerzielle Anwendungen gibt es noch keine.

Laut eigener Aussagen bewegt sich VW allerdings mit seinem Verkehrsoptimierungsmodell auf eine seriennahe Anwendung der Quantentechnologie zu. Das Unternehmen greift dabei auf Quantencomputer von D-Wave zurück. Das kanadische Start-up stellt dem Autokonzern Rechenzeit zur Verfügung, VW entwickelt die Algorithmen, mit denen der Computer in Kanada arbeitet.

„Der Verkehr in Metropolen ist aufgrund der Vielzahl der Verkehrsteilnehmer hochkomplex“, erklärt Hofmann. Die Rechenleistung, die man benötigen würde, um den Verkehrsfluss zu optimieren, sei exorbitant. „Deswegen haben wir versucht, dieses Problem mit den Quantencomputern von D-Wave zu lösen“, sagt der VW-Manager.

Hinter dieser Aufgabe verbirgt sich das „Traveling-Salesman-Problem“. Dabei muss ein Handelsreisender von einem Startpunkt aus mehrere Orte anfahren. Die Reihenfolge ist egal. Es gelten allerdings zwei Bedingungen: Der Startpunkt der Reise ist gleichfalls auch dessen Endpunkt, und die gesamte Reise muss so schnell wie möglich absolviert werden.

Für die Lösung dieses harmlos wirkenden Verteilungsproblems benötigen heutige Superrechner je nach Ortsanzahl bis zu tausend Jahre. Ein Quantencomputer könnte diese theoretisch innerhalb von Sekundenbruchteilen bewältigen.

Bei den Rechnern von D-Wave handelt es sich allerdings nicht um universelle Quantencomputer, an denen Google oder IBM forschen. Das kanadische Start-up baut sogenannte Quanten-Annealer. Mit ihnen lassen sich nur sehr spezifische Verteilungsprobleme lösen. Die Forscher von VWs Data-Labs in München und San Francisco glauben, dass die Verkehrsoptimierung dazu zählt.

Stau umfahren bevor er entsteht

Frank Wilhelm-Mauch, Professor für Quanten- und Festkörpertheorie an der Universität des Saarlandes und einer der führenden Experten in Deutschland, ist etwas vorsichtiger. „In einigen speziellen Anwendungsfeldern, beispielsweise bei Verteilungsproblemen, könnten Quantencomputer besser funktionieren als Superrechner“, sagt Wilhelm-Mauch,

Allerdings beruhe die Vermutung auf heuristischen Aussagen, also im Grunde auf Mutmaßungen. „Einen mathematischen Beweis für die Überlegenheit von Quantencomputern im Lösen von bestimmen Verteilungsproblemen gibt es noch nicht“, sagt Mauch.

Für VW dürfte das in Lissabon zunächst einmal zweitrangig sein. Mit dem ersten Live-Test will der Autokonzern beweisen, wie ausgereift das Quantum Routing bereits ist. Im Vorfeld des Web Summits hatte VW das System bereits in Wolfsburg und Lissabon getestet, wie Florian Neukart verrät, der als Chefwissenschaftler in San Francisco für den Autobauer die Anwendungsmöglichkeiten der Quantentechnologie erforscht.

„Die größte Schwierigkeit ist es, das Verteilungsproblem schnell zu lösen. Eine Verkehrsoptimierung braucht eben eine Lösung in möglichst kurzer Zeit“, sagt Neukart dem Handelsblatt. Die Rechengeschwindigkeit der Quanten-Annealer von D-Wave in genau diesem Anwendungsfeld verkürze laut Neukart die Zeit einer Prognoseberechnung massiv. „Auf diese Weise können die Fahrer in kurzen Zeitabständen immer wieder mit neuen optimierten Routen versorgt werden“, sagt Neukart.

Quantenforscher Wilhelm-Mauch sieht in den Bemühungen einen guten Anfang. „Unternehmen wie VW verfolgen einen richtigen Ansatz, weil sie sich Usecases aussuchen, die sehr gut mithilfe von Quantencomputern gelöst werden können“, sagt er.

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1 Kommentar zu "Mobilität: VW will mit Quantencomputern den Verkehrskollaps verhindern"

Das Kommentieren dieses Artikels wurde deaktiviert.

  • Das Traveling-Salesman-Problem ist zwar NP-vollständig, lässt sich aber approximieren. Um Wikipedia zu zitieren: "Allerdings lassen sich für das metrische TSP Approximationsalgorithmen angeben, die in polynomieller Laufzeit eine Lösung liefern, die höchstens doppelt (Minimum-Spanning-Tree-Ansatz) bzw. höchstens 1,5-mal (Algorithmus von Christofides) so lang wie die optimale Lösung ist".

    Im Moment benutzen sie wahrscheinlich ganz normale Algorithmen. Das mit den Quanten ist nur in Planung. Aber dennoch wird es jahrelang mit "Quanten-Computing" gelabelt werden.