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Web Summit Lissabon Quanten-Computing muss erstmals im Live-Test bestehen

Die superschnellen Rechner sollen helfen, Verkehr flüssiger zu gestalten. Das Quantencomputer-Unternehmen D-Wave und Volkswagen starten den ersten Feldversuch in Lissabon.
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Mithilfe von Quantencomputern könnte das Auto zum Stauverhinderer werden. Quelle: mauritius images / Jose Fuste Raga
Verkehr in Lissabon

Mithilfe von Quantencomputern könnte das Auto zum Stauverhinderer werden.

(Foto: mauritius images / Jose Fuste Raga)

Lissabon Wer in diesen Tagen in Lissabon unterwegs ist, wird Teil einer Weltpremiere – ohne es zu merken. Das Quantencomputer-Unternehmen D-Wave und Volkswagen führen den ersten Quanten-Computing-Feldversuch durch.

Mit den Echtzeitdaten von Mobilfunknutzern berechnet ein Quantencomputer in Vancouver, wie sich neun Linienbusse am schnellsten durch die Massen zur Technologiemesse „Web Summit“ schlängeln. Damit bringen die beiden Unternehmen zwar derzeit nur wenige Menschen schneller ans Ziel, die technologische Entwicklung aber einen großen Schritt voran.

Gerade erst hat Google seine Quantenüberlegenheit verkündet. Erstmals ist es Forschern gelungen, mit einem universellen Quantencomputer eine Berechnung durchzuführen, die mit Supercomputern viel länger gedauert hätte.

Nun folgt der nächste Durchbruch mit einem anderen Ansatz: Ein spezialisierter Quantencomputer macht die Technologie auch praktisch nutzbar. Für viele Unternehmen ist es höchste Zeit, sich mit der Technologie zu befassen. „Wir schreiben hoffentlich ein Kapitel in die Geschichte der Informationstechnologie“, sagt Volkswagen-IT-Chef Martin Hofmann.

Auch als Fahrgast eines Quantenbusses merkt man von der Zukunftstechnologie im Hintergrund nichts. Allein die Anzeige „Quantum Shuttle“ macht auf das Projekt aufmerksam. Die Navigations-App des Busfahrers läuft auf einem gewöhnlichen Tablet.

Einer der Busfahrer berichtet, dass die Routenführung sich am ersten Testtag nur im Berufsverkehr geändert hat. Bei acht von zehn Fahrten sei er auf der alternativen Strecke schnell vorangekommen, zweimal wäre er am Ende lieber auf der anderen Strecke geblieben. Aber das ist ein Gefühl – den Quantenvorsprung können nur Daten belegen.

„Am allerbesten können Quantencomputer Optimierungsprobleme lösen“, sagt der Geschäftsführer von D-Wave, Vern Brownell, dem Handelsblatt. Etwa 150 Anwendungsfälle hat das Unternehmen nach eigenen Angaben, darunter in Finanzdienstleistungen, Material- und Pharmaforschung. Forscher wollen damit auch herausfinden, wie Wasser unterirdisch am besten fließen kann und wie 5G-Sendemasten arbeiten sollten, sagt Brownell.

Die Projekte stehen noch am Anfang, es sind sozusagen Labortests, wie die Technologie im konkreten Fall den größten Nutzen stiftet. Kunden können die Quantencomputerleistung pro Stunde mieten oder zusammen mit D-Wave-Experten Algorithmen entwickeln. So lernt auch das kanadische Unternehmen D-Wave dazu. „Volkswagen hat uns sehr geholfen zu erkennen, wie man die Technologie nutzt und wie man die Nutzung einfacher macht“, sagt Brownell.

Programmiersprache soll kommen

Noch brauchen Anwender dazu eigene Experten. Volkswagen hat drei Jahre lang zwölf Physiker, Quantenphysiker und Mathematiker in München und San Francisco auf das Projekt angesetzt, die das Problem in die richtigen mathematischen Formeln übersetzt haben, damit der Quantencomputer es berechnen kann. Das erklärte Ziel von D-Wave ist es aber, eine Programmiersprache zu entwickeln, die die Quantencomputernutzung einfacher macht.

Bei ihrem Pilotprojekt in Lissabon haben die Experten von D-Wave und Volkswagen zunächst einen klassischen Computer mit Daten gefüttert, wie Menschen sich bei Veranstaltungen wie dem Web Summit normalerweise durch Lissabon bewegen und wie sich Stau auf einer Strecke auf den Verkehrsfluss auf anderen Straßen auswirkt.

Mithilfe aktueller GPS-Daten hat der Computer maschinell gelernt, den Verkehr der nächsten 45 Minuten vorherzusagen. Das System arbeitet also mit sämtlichen anonymisierten Bewegungsdaten von Smartphones, die sich ins Mobilfunknetz innerhalb des Versuchsfelds einwählen.

Dieses Modell wurde schließlich in den Quantencomputer überführt. Der muss die komplexe Aufgabe berechnen, über welche alternativen Routen die Busse noch und zudem schneller an ihr Ziel kommen und die Fahrgäste einsammeln könnten – und zwar ohne dass andere Verkehrsteilnehmer dadurch ausgebremst werden. Laut Volkswagen hätte ein klassischer Computer ungefähr 30 Minuten gebraucht – so lange will einerseits kein Autofahrer auf die Ansagen warten, und andererseits hätte sich die Situation längst wieder geändert.

„D-Wave hat Pionierarbeit geleistet“, sagt der Quanten-Computing-Experte Philipp Gerbert von der Unternehmensberatung BCG. Sie hätten die erste Quantentechnologie geliefert, mit der reale Optimierungsprobleme adressiert werden konnten. Zwar ist die Navigation nur ein sehr spezifischer Fall, aber das schmälert den Erfolg nicht. „Man kann sehr viele Optimierungsprobleme so formulieren, dass ein Annealer sie adressieren kann, sagt Gerbert.

Die neun Busse in Lissabon erhalten jetzt alle zwei Minuten neue Routenberechnungen, die mit nur ein bis zwei Minuten Verzögerung den aktuellen Verkehr zugrunde legen sollen, um Staus und stockenden Verkehr vorherzusagen.

Der gewählte Ansatz ist skalierbar: Ein Verkehrsteilnehmer wird bessergestellt, kein anderer muss darunter leiden. Mit der Quantennavigation können neun Busse, 100 Busse oder alle Verkehrsteilnehmer schneller ans Ziel kommen, weil mitberechnet ist, dass kein neuer Stau entstehen darf. Eine Simulation in Peking hat laut Hofmann gezeigt, dass die individuelle Routenänderung für 500 von 10.000 Taxen in einem Bereich der Stadt einen prognostizierten Stau verhindern kann.

Zusammenarbeit mit Forschungszentrum Jülich

Wenn sich die Erwartungen also bestätigen, würde so jedes bereits vorhandene Auto, das mit der Volkswagen-Software ausgestattet wird, die Verkehrssituation verbessern. „Die Idee ist, dass wir damit unser Produkt erweitern“, sagt Hofmann in Lissabon. Autos könnten also künftig zum Stauverhinderer werden.

Konkrete Anwendungsmöglichkeiten gibt es aber auch für Städte. Sie könnten möglicherweise den Berufsverkehr mit temporären Einbahnstraßen entstressen.

Lissabon ist ein gutes Beispiel: Zu den Stoßzeiten seien noch einmal so viele Pendler in der portugiesischen Hauptstadt unterwegs, wie die Stadt Einwohner hat, sagt Tiago Farias, Chef von Carris, der kommunalen Verkehrsgesellschaft für die Metropolregion.

Städte könnten den Verkehr aber auch anhand anderer Kriterien als der Fahrtdauer mit Quanten-Computing optimieren. Zum Beispiel, wenn sie Fahrzeuge gezielt an Gefahrenstellen vorbeilenken.

Die entwickelten Algorithmen hat sich Volkswagen bereits in den USA patentieren lassen. Noch geht es für den Konzern laut Hofmann aber vor allem darum, die Zukunftstechnologie von Anfang an zu verstehen und eine mögliche Disruption nicht zu verpassen.

Deshalb haben Vertreter des Konzerns vor drei Jahren D-Wave im Büro in Palo Alto besucht und gefragt: „Haben wir Probleme, die mit Quanten-Computing besser zu lösen sind, und können wir dafür heute schon etwas tun?“, schildert Hofmann.

Ganz nah dran an der Quantentechnologie ist auch das Forschungszentrum Jülich zwischen Köln und Aachen. Ende Oktober hat D-Wave bekanntgegeben, dass in Jülich das erste cloudbasierte Leap-Quantencomputer-System außerhalb Nordamerikas untergebracht werden soll.

Das Forschungszentrum kann damit auf die Dienste von D-Wave zugreifen, auch europäische Geschäftskunden können einen Zugang zu dem System mieten. Für Mitte 2020 hat D-Wave die nächste Generation seines Quantencomputers angekündigt, die noch besser als das aktuelle Modell auf die praktische Nutzung ausgelegt ist. Eines der neuen Modelle soll in Jülich stehen.

Mehr: Doping für Diktaturen“: Auswärtiges Amt warnt vor Gefahren durch digitale Technologien

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