New Horizons - 06.02.2024

Tommaso Calarco: „Künstliche Intelligenz und Quantencomputing ergänzen sich sehr gut.“

Und plötzlich geht es nach links – auf der L264, kurz nach Niederzier. Ein Waldstück, eine schmale Straße. An ihrem Ende? Spitzenforschung. Davor? Ein Zaun, ein Tor, prüfende Blicke, eine Ausweiskontrolle. Am Forschungszentrum Jülich geht es unter anderem um Kernphysik, Neurowissenschaften, Klimaforschung und Quantenphysik- und computing. Hier gewährt Professor Tommaso Calarco einen Einblick in die Zukunft. Eine Zukunft, in der Rechenleistung keine Herausforderung mehr ist, Kryptografie und IT-Sicherheit aber schon …

Verfasst von

Stellvertretender Leiter Unternehmenskommunikation

E-Mail: stefan.maurer@bechtle.com

Tommaso Calarco und Svea Eckert.

Forschungszentrum Jülich.

Das Forschungszentrum Jülich leistet Beiträge zur Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen in den Bereichen Information, Energie und Bioökonomie. Es konzentriert sich auf die Zukunft der Informationstechnologien und -verarbeitung, komplexe Vorgänge im menschlichen Gehirn, den Wandel des Energiesystems und eine nachhaltige Bioökonomie. Das Forschungszentrum beheimatet 11 Institute – darunter das Peter Grünberg Institut, das sich zum Ziel gesetzt hat, die Entwicklung des Quantencomputings und des neuromorphen Computings bis zur Anwendung zu bringen. Dort forscht Professor Tommaso Calarco, einer der führenden Quantenphysiker weltweit. 

Tommaso Calarco und Svea Eckert.
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„Es ist ein Glücksfall für die IT-Sicherheit, dass Quantencomputer nicht so schnell kommen”, sagt der Urheber des europäischen Quanten-Manifests, Professor Tommaso Calarco, im Podcast-Gespräch mit Svea Eckert. Der Physiker geht davon aus, dass 10 bis 15 Jahre vergehen, bis Quantencomputer so arbeiten, dass sie zu einem Problem für die Sicherheit des Internets werden. Des ganzen Internets. Denn, die aktuellen Technologien zur Verschlüsselung basieren auf Faktorisierung. Mit heutigen Mitteln kaum zu knacken, mit funktionierenden Quantencomputern – wie ein hoher Zaun mit geöffnetem Tor.  

Der Weg, dieses Problem nicht einmal aufkommen zu lassen, ist eingeschlagen, aber komplex. „Wir müssen die komplette Kryptografie umstellen”, sagt Calarco. Er ist optimistisch, dass das in einigen Jahren gelingt.  


Der Traum ist, Quantencomputer für die Berechnung von großen Sprachmodellen in der Künstlichen Intelligenz einzusetzen.

Tommaso Calarco


Medizinische Forschung durch Quantensimulation. 

Schön früher sieht er Durchbrüche im Bereich der Quantensimulation. Fünf bis sieben Jahre braucht die Technologie seiner Ansicht nach, um echte Ergebnisse zu liefern. Etwa in Pharmazie, Chemie und Materialwissenschaft, wenn es darum geht, herauszufinden, wie bestimmte Stoffe wohl auf andere reagieren würden. Prozesse, die zum Beispiel die medizinische Forschung revolutionieren würde.  

Revolution ist auch das, was geschieht, wenn Quantencomputing und Künstliche Intelligenz kombiniert werden. Eine Symbiose, die in beiden Richtungen großes Potenzial entfalten kann. „Wir nutzen Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, um die Leistungsfähigkeit von Quantencomputern zu verbessern und um Fehler niedrig zu halten”, sagt Tommaso Calarco. 

Träumerei? Von KI und Quanten in Kombination. 

Sein Traum und der von vielen, die sich mit der Verknüpfung dieser beiden Technologien beschäftigen, ist ein anderer: „Quantencomputer für die Berechnung von großen Sprachmodellen in der Künstlichen Intelligenz einsetzen.” Die ohnehin schon leistungsfähigen Modelle würden noch einmal unglaublich an Geschwindigkeit zulegen. Aber davon, auch das sagt Tommaso Calarco, sind „wir gerade noch ganz weit weg”. 

Warum? Es ist hochkomplex, Quantencomputer zu bauen, sie zu kühlen, zu verkabeln. Die heutigen Geräte haben wenige hundert Qubits, Calarco spricht von Durchbrüchen mit Millionen dieser Einheiten. Klar ist aber – Tommaso Calarco und seine Kolleg:innen sind auf dem Weg, sie haben ein Ziel: schier unvorstellbare Rechenleistung für Anwendungen in Wirtschaft und Gesellschaft nutzbar machen. Die Zukunft entsteht am Ende eines kleinen Waldstücks im Landkreis Düren.

Forschungszentrum Jülich.

Das Forschungszentrum Jülich leistet Beiträge zur Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen in den Bereichen Information, Energie und Bioökonomie. Es konzentriert sich auf die Zukunft der Informationstechnologien und -verarbeitung, komplexe Vorgänge im menschlichen Gehirn, den Wandel des Energiesystems und eine nachhaltige Bioökonomie. Das Forschungszentrum beheimatet 11 Institute – darunter das Peter Grünberg Institut, das sich zum Ziel gesetzt hat, die Entwicklung des Quantencomputings und des neuromorphen Computings bis zur Anwendung zu bringen. Dort forscht Professor Tommaso Calarco, einer der führenden Quantenphysiker weltweit. 

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Diesen Beitrag haben wir veröffentlicht am 06.02.2024.