LHIND Workshops zu Prozessoptimierung, IT-Security und KI-Anwendung

Quantum Computing Software: Herausforderungen der Zukunft jetzt angehen

Quantencomputer sind seit den 1980er Jahren ein Forschungsthema der modernen IT. Bis heute gelten Quantenprogrammierung und Quantensoftware als Zukunftsprojekte. Tatsächlich werden nutzbare Anwendungen aber noch in diesem Jahrzehnt erwartet. Quantencomputing wird unser Technologieverständnis revolutionieren. Damit einher gehen kritische Cyber Security-Fragen, die für alle Unternehmen in naher Zukunft relevant werden. Unternehmen sollten deshalb bereits jetzt an ihrer Quantum-Readiness arbeiten. LHIND bietet hierfür Workshops mit qualifizierten Fachkräften aus internationalen Quanten Challenges.

Quantencomputer sind Chance und Herausforderung zugleich – mit enormem Potenzial

Definition: Was ist ein Quantencomputer?

Quantencomputer sind als enorm leistungsfähige Rechner in der Lage, Probleme in Minuten zu lösen, für die ein klassischer Supercomputer 10.000 Jahre bräuchte. Die Grundeinheit des Quantencomputing ist das Qubit (kurz für Quantum Bit). Entscheidender Unterschied zum klassischen Bit: Ein Qubit kann ein Kontinuum an Zuständen haben, ein Bit kennt nur 0 oder 1. Wenn das Qubit sich nicht nur in einem Zustand befindet, sondern mit jeweils einer gewissen Wahrscheinlichkeit in beiden gleichzeitig, spricht man von Superposition. Dadurch können viele Möglichkeiten eines Szenarios parallel simuliert werden. Die enorme Leistung des Quantencomputing bietet die Chance, konkrete Geschäftsfälle in einer Weise zu beschleunigen, zu automatisieren und zu lösen, die bisher unmöglich war. Andererseits ist das Potenzial des Quantencomputing auch geeignet, die derzeitigen Cybersicherheitsmaßnahmen in noch nicht bekanntem Ausmaß in Frage zu stellen. Investieren Sie deshalb rechtzeitig in die Quantum Readiness Ihres Unternehmens – mit den Quantum Computing Software Expert:innen von LHIND.

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Quantencomputing als Herausforderung und Booster für unterschiedlichste Prozesse

Quantum Computing ist als Forschungsthema systemseitig derzeit noch stark in der Entwicklung. Unternehmen sollten sich aber schon jetzt auf den Einsatz von Quanten Computern vorbereiten, indem Use Cases definiert und Algorithmen verprobt werden. In zahlreichen Branchen sind damit enorme Verbesserungen zu erwarten:

  • Risikoanalyse und Portfoliomanagement:
    Mit Quantencomputing können Finanzinstitute komplexe mathematische Modelle entwickeln, um Risiken zu bewerten und Portfolios zu optimieren: für fundiertere Investitionsentscheidungen und eine bessere Risikoverwaltung.
  • Kryptographie und Blockchain:
    Quantencomputer lassen sich idealerweise zur Entwicklung quantensicherer Verschlüsselungstechniken einsetzen: für eine deutlich erhöhte Sicherheit bei Finanztransaktionen und in Blockchain-Netzwerken.
  • Derivatbewertung und Handelsstrategien:
    Quantencomputing ermöglicht eine schnellere und genauere Berechnung von Optionspreisen und die Entwicklung komplexer Handelsstrategien: für bessere Chancen auf den Finanzmärkten.

  • Optimierung von Lieferketten:
    Quantencomputer-Software kann helfen, komplexe logistische Herausforderungen zu lösen, wie die Optimierung von Lieferketten, die Reduzierung von Transportkosten und die Verbesserung der Lagerbestände: für eine effizientere Produktion.
  • Prozessoptimierung und Fehlererkennung:
    Durch die Nutzung von Quantencomputing können Produktionsprozesse optimiert werden, um Ressourcen besser zu nutzen, Ausschuss zu reduzieren und Fehler in Echtzeit zu erkennen: für mehr Qualität.
  • Materialforschung und Produktentwicklung:
    Quantum Computing Software ermöglicht simulationsgestützte Materialforschung, um neue Materialien mit spezifischen Eigenschaften für die Produktentwicklung zu entdecken: für innovativere und effizientere Produkte.

  • Grid-Optimierung und Lastmanagement:
    Quantentechnologie kann dazu beitragen, die komplexe Optimierung des Stromnetzes zu verbessern, indem es die Integration erneuerbarer Energien, die Laststeuerung und die Energiespeicherung optimiert: für eine zuverlässige und effiziente Stromversorgung.
  • Energieprognosen und Handel:
    Mit Quantencomputer-Software können präzisere Prognosen für die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien erstellt werden, um den Energiehandel zu unterstützen: für die Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz.
  • Molekulare Simulationen für verbesserte Photovoltaik:
    Mithilfe von Quantenalgorithmen können komplexe molekulare Simulationen durchgeführt werden: für mehr Effizienz von Solarzellen und anderen Photovoltaik-Technologien.

  • Routenoptimierung und Flottenmanagement:
    Quanten Computing Software kann bei der Optimierung von Routen für Lieferungen, dem effizienten Flottenmanagement und der Verbesserung der Logistikplanung helfen: für weniger Kosten und kürzere Lieferzeiten.
  • Bestandsmanagement und Nachfrageprognosen:
    Quantum Computing Software kann genaue Bestandsmanagement-Modelle entwickeln und präzisere Nachfrageprognosen erstellen: für einen optimierten Bestand und zur Vermeidung von Engpässen.
  • Lieferketten-Transparenz und Track & Trace:
    Durch den Einsatz von Quanten Computing Software können Logistikunternehmen eine verbesserte Transparenz in ihren Lieferketten gewährleisten, indem sie Track & Trace-Systeme entwickeln: für eine Standort- und Warenüberwachung in Echtzeit.

  • Flugplanoptimierung:
    Quantencomputing kann bei der Optimierung von Flugplänen helfen, um Flugzeiten zu minimieren, Treibstoffeffizienz zu verbessern und Verspätungen zu reduzieren: für eine effizientere Luftfahrtindustrie.
  • Wartungs- und Reparaturplanung:
    Quanten Computing Software ermöglicht fortschrittliche Analysen von Flugzeugdaten, um prädiktive Wartungsmodelle zu entwickeln, die Planung von Reparaturen zu optimieren, und die Flugzeugverfügbarkeit zu maximieren: für weniger Betriebskosten.
  • Flugsicherheit und Verkehrsmanagement:
    Durch den Einsatz von Quantencomputern können komplexe Analysen des Luftverkehrs durchgeführt werden, um Flugunfälle zu minimieren und Verkehrsflüsse zu optimieren: für mehr Flugsicherheit.

Entdecken Sie mit der Quantentechnologie neue Möglichkeiten der Prozessgestaltung

Quantencomputer werden künftig viele zehntausendmal leistungsfähiger sein als die Rechner, mit denen wir heute arbeiten und Prozesse gestalten und optimieren. In der Praxis bedeutet dies, dass unlösbare oder undurchführbare betriebliche Optimierungsaufgaben, die bisher nur näherungsweise bearbeitet werden konnten, in Zukunft exakt gelöst werden können, wodurch die erforderlichen Ressourcen reduziert werden:

  • Materialwissenschaften/Simulation neuer Materialien Optimierungslösungen für Produktion und Logistik
  • Optimierung der Supply Chain
  • Flugroutenoptimierung
  • Quantum Machine Learning (KI)
  • CyberSecurity
Der enorme Geschwindigkeitsunterschied zwischen Supercomputern und Quantencomputing resultiert vor allem aus der unterschiedlichen Struktur der Prozesse

Ready for Quanten Computing – mit den Workshops von LHIND

LHIND bietet insbesondere mittelständischen Unternehmen speziell zugeschnittene Workshop-Module an, um „ready for Quanten Computing“ zu werden.

Die hier schulenden Expert:innen haben durch die Teilnahme an renommierten Quanten-Challenges bereits praktische Erfahrungen in der Quantensoftware-Entwicklung gesammelt. Unsere tiefgreifenden Branchenkenntnisse ermöglicht es uns zudem, die richtigen Fragen zu stellen und das Unternehmen dadurch zum richtigen Zeitpunkt transformieren zu können. Innerhalb unseres Geschäftsfelds Security Consulting haben wir dedizierte Expert:innen für den Bereich Quantum Security, die zukunftsfähige Sicherheitsarchitekturen und quantensichere Verschlüsselung gewährleisten. Die Leistungen werden laufend an den aktuellen Stand der Forschung angepasst. Unser Fachwissen über Quanten-Roadmaps hilft, Ihren individuellen Quantum-Pfad auf die Ziele Ihres Unternehmens abzustimmen.

LHIND bietet Ihnen Workshops im Bereich Quantencomputing zu den folgenden Themen:

Modul Grundlagen Quantencomputing

  • Basiswissen:
    Wie funktioniert Quantencomputing und was sind seine Auswirkungen auf verschiedene Branchen und Geschäftsfelder?
  • Modul Geschäftsindikatoren:
    Wie ist der aktuelle Stand der Forschung und welche konkrten Maßnahmen ergebn sich daraus für Industrie und Wissenschaft?
  • Modul Technologie & Herausforderungen:
    Was sind mögliche Implementierungen, was aktuelle Einschränkungen im Bereich Quantum Computing?

Modul Entwicklung betrieblicher Anwendungsfälle

  • Wie lassen sich Anwendungsfälle im Unternehmen identifizieren?
  • Wie lässt sich die Realisierbarkeit der potenziellen Anwendungsfälle evaluieren?
  • Wie entwickelt man eine Quantum Roadmap?
  • Wie lassen sich Anwendungsfällen für Proof-of-Concept-Studien vorbereiten und auswählen?

Modul Implementierung von Quanten-Anwendungsfällen

  • So gelingt die Proof-of-Concept-Implementierung der ausgewählten Anwendungsfälle
  • Vergleich: Benchmarking von Quantenlösungen und klassische Lösungen
  • Gemeinsamer Coding-Workshop
  • Sehen und begreifen: Simulation von Quantenalgorithmen auf Hochleistungsrechnern
  • Anwendung: Algorithmus-Ausführung der Anwendungsfälle auf Quanten-Hardware

FAQs: Wichtige Antworten auf Fragen zum Thema Quantencomputing

Grundeinheit des Quantencomputing ist das Qubit (kurz für Quantum Bit). Das klassische Bit der herkömmlichen IT kennt nur einen Zustand, mit den Werten 0 oder 1. Demgegenüber kann ein Qubit ein Kontinuum an Zuständen haben. Dadurch ist die hohe Leistung von Quantencomputern möglich, die alles bisher Bekannte in der Computertechnologie übertrifft.

Eine der größten Gefahren von Quantencomputing ist das Knacken von Verschlüsselungen. Es gibt überschlägige Rechnungen, welche Leistung ein Quantencomputer mitbringen muss, um beispielsweise ein RSA-Kryptosystem auszuhebeln. Das Ergebnis: Etwa 4.000 Qubits sind nötig. Damit ein verwertbares Ergebnis herauskommt, müssen diese aber fehlerkorrigiert sein. Dafür sind pro Qubit weitere 1.000 Qubits notwendig. Insgesamt müssten dafür also mehrere Millionen Qubits arbeiten. Davon sind wir im Moment noch weit entfernt. Doch angesichts der Fortschritte ist es nur eine Frage der Zeit, bis Quantencomputing herkömmliche Verschlüsselungssysteme komplett nutzlos macht. Es gibt bereits jetzt quantensichere Verschlüsselungssysteme – Unternehmen müssen sich darauf vorbereiten, diese auch einzusetzen.

Ja. Quantencomputing ist zwar lange Zeit ein reines Forschungsthema gewesen. Längst gibt in Deutschland aber eine Vielzahl an Startups, die bereits praktische Anwendungen für Quantencomputer entwickeln. Zahlreiche etablierte Namen aus der deutschen Wirtschaft engagieren sich mittlerweile im Bereich Quantencomputer und Quanten Computing Software und haben sich vor einiger Zeit im Quantum Technology and Application Consortium (QUTAC) organisiert. Wie bei jeder neuen Technologie muss zudem auch bei der Quantentechnologie davon ausgegangen werden, dass Hacker:innen diese für sich nutzen. Den Vorsprung, den „Quanten-Hacker:innen“ gegenüber einem Unternehmen haben, das nicht gegen derartige Attacken abgesichert ist, ist enorm und kann einen erheblichen wirtschaftlichen Schaden verursachen.

Großes Potenzial haben Quantencomputer im Bereich Optimierungslösungen. Viele Optimierungen etwa in der Produktion oder der Logistik lassen sich mit relativ kleinen Quantensystemen lösen. Es gibt bereits Quantenalgorithmen, die besser skalieren als die klassischen Optimierungsverfahren.

Im Moment ist Quantencomputing noch eher eine Sache für große Unternehmen. Durch unser Beratungs- und Projektportfolio bietet wir als LHIND aber auch dem Mittelstand die Möglichkeit, Anwendungsfälle von Quantencomputing zu evaluieren und auf Quantencomputer zuzugreifen.

Wir sind in Deutschland bei der Forschung an Quantencomputern international gut aufgestellt. Aktuell gibt es bereits einige vielversprechende Projekte, mit denen wir uns auch in der Praxis an die Spitze setzen und dort behaupten wollen.

Warum LHIND Ihr Kompetenzpartner für Quantencomputing Readiness ist

Die Quantencomputing-Expert:innen der LHIND sind schon seit einiger Zeit im Forschungsbereich Quantencomputing und Quantensoftware-Entwicklung aktiv und nehmen an internationalen Challenges teil.
Wir sind Mitbegründer und Mitglied verschiedener Konsortien zum Thema Quantencomputing, um unsere Expertise branchenübergreifend ausbauen zu können. Hier bearbeiten wir gemeinsam praxisnahe Use Cases und prüfen unter anderem die Nutzung unterschiedlicher Algorithmen und Hardware.
Mit dieser Expertise im Bereich der Quantentechnologie können wir auch Ihrem Unternehmen Orientierungshilfe bei der Anwendung von Quantenalgorithmen bieten – für effizientere Geschäftsprozesse. Hier beraten wir insbesondere mittelständische Unternehmen u.a. mit dezidierten Workshops zum Thema Quanten-Readiness.

Unsere tiefgreifenden Branchenkenntnisse ermöglicht es uns, dabei die richtigen Fragen zu stellen und das Unternehmen zum richtigen Zeitpunkt zu transformieren.
Innerhalb unseres Geschäftsfelds Security Consulting haben wir außerdem dedizierte Expert:innen für den Bereich Quantum Security, die zukunftsfähige Sicherheitsarchitekturen und quantensichere Verschlüsselung gewährleisten.

Wappnen Sie sich jetzt für die IT-Herausforderung der Zukunft – mit LHIND als Quantencomputing-Kompetenzpartner an Ihrer Seite.

Stellen Sie uns hier Ihre Fragen und erfahren Sie mehr über Quantencomputing: Wir freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme!

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