Rasko Peric:
Herzlich willkommen beim efcom-Podcast. Das heutige Thema wird Quantencomputer sein. Als Gast begrüße ich Augustin Danciu von Main Incubator. Bevor wir starten, eine kurze Vorstellung von dir, Augustin.

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Vielen herzlichen Dank für die Einladung zum Podcast! Ich beschäftige mich nun schon seit einigen Jahren mit dem Thema Quantencomputer und arbeite als Technologie-Experte bei Main Incubator. Die Main Incubator GmbH ist die Forschungs- und Entwicklungseinrichtung der Commerzbank-Gruppe und zugleich der Frühphasen-Investor für die Commerzbank. Ich werde bald 35 Jahre alt, bin glücklich verheiratet und seit etwa 5 Jahren bei Main Incubator tätig. Dort beschäftige ich mich u.a. mit so spannenden Technologien wie Biometrics, Virtual/Augmented Reality. Ich war vorher bei der Commerzbank aktiv, unter anderem als Produkt- und Projekt-Manager sowie im Vertrieb. Außerdem habe ich einen bankfachlichen Hintergrund vom Studium her.

 

Rasko Peric:
Wie kommen wir hier überhaupt zusammen? Wir als efcom haben nach einem Partner gesucht, der im technologischen Bereich etwas über den Tellerrand hinausblickt und sind dann auf euch gestoßen. Im Fokus steht dabei in erster Linie der Austausch zu neuen Entwicklungen. Daraus ist unter anderem auch ein kleines Praxis-Projekt entstanden, dazu aber später mehr. Und eben die Idee zu diesem Podcast.

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Ja, so aktuelle Themen wie die Digitalisierung treiben uns ja momentan alle an. Die efcom gibt es nun schon etwas länger, seit mehr als 20 Jahren und uns seit circa 7, 8 Jahren. Dennoch können wir hier gemeinsam über ein Zukunftsthema wie Quantencomputer reden. Das finde ich sehr spannend!

 

Rasko Peric:
Dann lass uns einfach ans Eingemachte gehen mit der Frage: Was können Quantencomputer, was herkömmliche Computer nicht können?

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Gedanken zum Quantencomputer hat man sich schon seit längerem gemacht. Das Thema ist dann in eine Art Winterschlaf geraten und ist nun wieder aktuell. Das liegt zum einen sicher an Moore´s Law, also dass sich die Entwicklung der CPU langsam dem Ende zuneigt und da sucht man nach einer passenden Alternative. Quantencomputer sind hier genau das Richtige, weil sie anders rechnen als herkömmliche Computer. Man verwendet hierbei so genannte Quantum Bits oder Qubits. Diese haben einige sehr interessante quantenmechanische Eigenschaften, die man sich zunutze machen kann, um bestimmte Kalkulationen durchzuführen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bits, wo – ähnlich wie bei einer Münze – nur Kopf oder Zahl möglich ist, kann man sich das bei Qubits so vorstellen, dass sich die Münze während des Arbeitsprozesses dreht. In diesem Moment ist sie sowohl Kopf als auch Zahl. Das erinnert ein bisschen an Schrödingers Katze, bei der es um eine Superposition geht.

Darüber hinaus gibt es noch zwei weitere Effekte, die ich an dieser Stelle der Vollständigkeit halber erwähnen möchte. Das ist zum einen die Verschränkung. Man kann dabei die rotierenden Qubits miteinander verbinden, verschränken. Wie das im Detail funktioniert, konnte nicht einmal Albert Einstein erklären und spricht von einer spukhaften Fernwirkung. Die zwei sich drehenden Münzen drehen sich identisch, also exakt gleich – und das unabhängig davon, wie weit sie voneinander entfernt sind und ohne Verzögerung. Das Verschränken von Qubits macht das Rechnen mit ihnen sehr effektiv.

Außerdem gibt es noch den Effekt des Tunneling. Ein Beispiel: Wenn wir ein Problemfeld definieren mit einem Suchraum, in dem sich die optimale Lösung befindet, dann kann man sich das bildlich wie eine Berg- und Tal-Landschaft vorstellen. Und wenn wir meinetwegen das tiefste Tal suchen, dann muss ich mit herkömmlichen Methoden die gesamte Landschaft absuchen, was mit einem gewissen Energieaufwand verbunden ist. Ein Quantencomputer schafft es, durch die Landschaft hindurchzuschauen und wie in einem Tunnel direkt zum tiefsten Tal zu gelangen. Das ist natürlich wesentlich effizienter. Mit diesen drei Effekten kann ich Situationen beschreiben und lösen, wie sie mit üblichen Rechnern einfach nicht möglich ist – unter anderem durch die exponentiell ansteigenden Möglichkeiten mittels der Verschränkung der Superposition.

 

Rasko Peric:
In diesem Zusammenhang interessant sind sicher die generelle Umsetzbarkeit von Quantencomputern sowie der eben erwähnte Energieverbrauch?

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Was den Energieverbrauch angeht, kann man sich das in etwa so vorstellen: Wenn wir einen großen Tisch vor uns hätten mit zahlreichen rotierenden Münzen, dann wäre es bei einer Lösungssuche sehr aufwändig, sich alle Münzen einzeln anzuschauen. Wenn ich aber mit einem Schlag auf den Tisch alle Münzen zum Stehen bringe und idealerweise sofort meine Lösung finde, kann man sich denken, dass das sehr viel energieeffizienter ist.

Was den Bau von Quantencomputern angeht: Das System muss extrem stark gekühlt werden, fast auf den absoluten Nullpunkt, damit man es überhaupt sinnvoll nutzen kann. Hier gibt es verschiedene Ansätze, wie man die Steuerung auch praktisch umsetzen kann. Zudem muss man das System komplett abschotten, denn alles in unserem Universum besteht letztlich aus Qubits, auch wir. Man muss also dafür sorgen, dass es zu keinen unerwünschten Interferenzen kommt. Und das ist sehr aufwändig und schwierig. Es gibt aber schon funktionierende Quantencomputer, in Deutschland allerdings noch keinen. Die meisten kommen aus den USA oder aus China. Insgesamt sind wir in einer ziemlich frühen Entwicklungsphase und eher experimentell unterwegs.

 

Rasko Peric:
Man kann also sagen, dass man bei den Quantencomputern heute da ist, wo wir bei den herkömmlichen Rechnern in den 1960/1970ern Jahren waren?

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Richtig, der Vergleich passt sehr gut – mit den ganzen Schränken und Lochkarten damals!.

 

Rasko Peric:
Aber auch in Deutschland passiert in der letzten Zeit viel, hat man den Eindruck: Es gibt eine aktuelle Initiative der Bundesregierung und viele einzelne Initiativen, Konsortien etc.?

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Der technologische Fortschritt passiert gerade sehr schnell auf diesem Gebiet. Allerdings sind wir in Deutschland ein bisschen hinterher, und genau das ist das Problem. Seitens der Bundesregierung wird die Quantentechnologie (hierzu gehören auch die Sensorik sowie andere Quantentechnologien) mit insgesamt 2 Milliarden Euro gefördert. Das ist im internationalen Vergleich ok, aber aus unserer Sicht trotzdem ein sehr guter Startschuss, um aufzuholen – denn darum geht es. Wir haben erkannt, dass wir in den nächsten ein, zwei Jahren keine Quantencomputer einsetzen werden. Aber es kommt darauf an, wie es in den nächsten fünf bis zehn Jahren sein wird. Und wenn wir erst dann anfangen, uns damit zu beschäftigen, ist es zu spät und wir rennen hinterher. Deshalb befürworten wir solche Konsortien sehr.

Wir selbst haben mit Quantum Circle ein Format ins Leben gerufen, dass das gleiche Ziel hat: wir beschäftigen uns gemeinsam mit dem Thema Quantencomputer, erarbeiten Lösungen. Denn es wird nicht nur einen Impact auf die Prozesse und Produkte geben, die wir in Zukunft anbieten, sondern auch auf die Skills unserer Entwickler und letztlich auch auf die Produkt-Designer in den Unternehmen – diese müssen anders denken über den Lösungsweg. Und das ist eine Sache, die jetzt passieren muss und nicht erst in zwei oder drei Jahren.

 

Rasko Peric:
Bei den Investitionen in Quantencomputer sprechen wir von Milliarden Dollar oder Euro. Dem gegenüber stehen ja mögliche zukünftige Einsätze in verschiedenen Bereichen wie Automotive, Pharma oder eben dem Finanzbereich.

 

Augustin Danciu, Main Incubator:

Genau. Wir beschäftigen uns mit Uses Cases und Anwendungsgebieten, in denen man Quantencomputer einsetzen kann. Häufig kommt es zu kombinatorischen Optimierungsproblemen, also wenn ich eine Wahl treffen muss, wie zum Beispiel bei einem Portfolio in einer Bank. Da komme ich heute immer an den Punkt, dass ich Methoden anwenden muss wie die Monte-Carlo-Simulation oder Ähnliches. Da hilft der Quantencomputer schon massiv. Aber auch bei der Simulation zur Bestimmung von Preisen, z.B. im Wertpapierbereich, kann man sich Uses Cases experimentell anschauen.

Aber: Wir lassen uns ja von den Dingen leiten, die wir schon kennen. Die Fragestellung müsste daher auch lauten: Welche Dinge, die wir heute noch nicht haben und uns vielleicht auch noch nicht vorstellen können, lassen sich mithilfe von Quantencomputern errechnen? Auch da versuchen wir, uns Gedanken drüber zu machen und mögliche Anwendungsfälle zu definieren.

 

Rasko Peric:
Ihr seid international vernetzt und tauscht euch regelmäßig zu den aktuellen Entwicklungen auf dem Gebiet der Quantencomputer aus. Wie kann man sich das bei euch konkret vorstellen?

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Wir sind zum Beispiel offizieller Assoziationspartner des PlanQK-Konsortiums. Die beschäftigen sich sehr intensiv mit dem Thema Quantum Machine Learning, also mit dem, was wir allgemein unter Künstlicher Intelligenz zusammenfassen mittels Quantum Computing. Wir sind auch im Bitkom-Arbeitskreis zum Thema Quantencomputer und gehen noch mit einigen weiteren regelmäßig in den Austausch, um Synergien herzustellen. Wir sprechen natürlich auch mit anderen Banken. Bisher haben diese noch relativ selten einen expliziten Quantencomputer-Bereich, in dem sie sich intensiv mit dem Thema auseinandersetzen. Aber darum geht es uns: Das in naher Zukunft aufzubauen. Genau dafür ist der Quantum Circle gedacht. Größere Unternehmen wie BMW oder BASF sind häufig schon in größeren Konsortien aktiv, der Mittelstand soll hier aber auch von profitieren können.

 

Rasko Peric:
Wie ist denn in Deutschland die regionale Entwicklung beim Thema Quantencomputer? Gibt es hier bestimmte Hot Spots wie etwa München oder Frankfurt?

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Eher in Baden-Württemberg und Bayern, wo die dort ansässigen Institute (wie die Fraunhofer-Gesellschaft) und Firmen bereits entsprechend aktiv sind. Im nördlichen Bereich Deutschlands ist da eher weniger los. Auch in der Finanzmetropole Frankfurt sollte unserer Meinung nach noch mehr passieren.

 

Rasko Peric:
Zum Abschluss: Wir haben ein gemeinsames Projekt mit euch gestartet, wo wir uns mit einem konkreten Anwendungsproblem beschäftigen. Ich finde das sehr interessant!

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Geht mir genauso. Wir können wohl verraten, dass es jetzt noch kein Ergebnis gibt, aber wir arbeiten dran. Und darum geht es ja letztlich: auszuprobieren, was möglich ist. Und es geht hier letztlich um die Skalierbarkeit in der Zukunft. Unser Ziel ist es, herauszuarbeiten: Was für ein System braucht es, damit die efcom den Quantencomputer einsetzen kann? Brauchen wir dazu 10 Qubits, 20, tausend, eine Million? Welche Reife muss die Technologie haben und wann wird es soweit sein? Man weiß dann im Idealfall den Weg dorthin und sobald die Technologie dann verfügbar ist, kann man in die Schublade greifen und sagen „Los geht´s“. Und wenn wir hier tatsächlich eine Verbesserung hinbekommen würden für eure Lösungen, wäre das doch toll! Ich bin selbst wie gesagt ziemlich gespannt auf die Ergebnisse, die wir im Herbst 2021 veröffentlichen wollen.

 

Rasko Peric:
Vielen Dank, dass Du Dir die Zeit für uns genommen hast! Ich hoffe, den Zuhörer*innen hat es Spaß gemacht.

 

Augustin Danciu, Main Incubator:
Danke für die Einladung, auch mir hat es Spaß gemacht! Man sieht es ja, wie schnell die Zeit verflogen ist.