Noch sind Quantencomputer vor allem ein Forschungsfeld. Doch ab 2025 könnten sie für den Praxiseinsatz bereitstehen und Unternehmen ganz neue Möglichkeiten eröffnen. Das Problem: Sie sprechen eine andere Sprache als klassische Rechner. Wird über Jahre entwickelte Software dann wertlos? Nein, sagt Sabina Jeschke im 1E9-Interview. Die frühere Bahn-Vorständin ist Mitgründerin des Start-ups Quantagonia, das Programmcode für Quantencomputer „übersetzen“ will.
Ein Interview von Wolfgang Kerler
Gerade scheint sich herumgesprochen zu haben, dass man Künstliche Intelligenz auf Dauer nicht ignorieren kann, da bahnt sich die nächste Technologie an, die ganze Industrien umkrempeln könnte: Quantencomputer. Noch verfügen sie über zu wenig Qbits, sind fehleranfällig, teuer und in viel zu geringer Stückzahl vorhanden. Doch große Tech-Konzerne und Start-ups – auch in Deutschland und Europa – arbeiten daran, sie für eine Branche nach der anderen nutzbar zu machen. Noch in diesem Jahrzehnt soll es losgehen.
Quantencomputer könnten komplexe Berechnungen möglich machen, an denen heutige, klassische Hochleistungsrechner scheitern – zum Beispiel das optimale Management von Fahrzeugflotten, die Simulation neuer Medikamente oder umfassende Klimaprognosen. Einige deutsche Konzerne, darunter BASF, BMW, die Telekom, Infineon, SAP oder Siemens, haben das Potential erkannt und sich im Konsortium QUTAC zusammengeschlossen. QUTAC steht für Quantum Technology and Application Consortium. Sie wollen also herausfinden, wie sie Quantencomputer für sich einsetzen können. Viele andere Firmen beschäftigen sich noch nicht aktiv mit der neuen Technologie.
Doch das könnte sich rächen. Denn selbst wenn Unternehmen das Thema frühzeitig erkannt haben, bleibt es eine Herausforderung, zu den Ersten zu gehören, die davon profitieren: Eine Umstellung auf Quantenrechner passiert nicht per Knopfdruck. Vorhandene Software muss übersetzt werden.
Genau hier kommt Sabina Jeschke ins Spiel. Zu ihren Spezialitäten gehört schon seit Jahren, gestandenen Konzernen klarzumachen, dass sie frühzeitig mit neuen Technologien arbeiten müssen. Jetzt hat sie mit Dirk Zechiel, Sebastian Pokutta und Philipp Hannemann das Start-up Quantagonia gegründet, das Firmen beim Übergang ins Quantenzeitalter unterstützen will. Wie genau, das verrät Sabina Jeschke im Interview mit 1E9.
1E9: Die Coronakrise hat der deutschen Wirtschaft einen „Digitalisierungsschub“ gebracht, heißt es immer wieder. Wie schätzt du die Lage ein? Ist Deutschland bei digitalen Technologien, zum Beispiel bei Künstlicher Intelligenz, jetzt auf der Höhe der Zeit?
Sabina Jeschke: Auf der Ebene von Kommunikation und Kooperation in digitalen Räumen hat Deutschland zwangsweise einen riesigen Schritt nach vorne gemacht. Allerdings ist da inhaltlich im Grunde genommen nichts Neues passiert. Videokonferenz-Systeme gab es vorher auch schon, sie wurden nur verstärkt angewendet. Zu glauben, dass durch so eine Pandemie ein gewisser Rückstand gegenüber China, den USA oder Südkorea aufgeholt werden kann, zum Beispiel im Bereich Künstliche Intelligenz, wäre naiv. Die anderen sind schließlich nicht stehengeblieben. Unsere Ausgangslage ist aber trotzdem gar nicht so schlecht.
Von Kritikern hört man immer wieder, deutsche Großkonzerne, aber auch die deutsche Politik würden neue Technologien verschlafen, weshalb wir von den USA und China abgehängt werden. Du warst bis vor wenigen Monaten für die Digitalisierung der Deutschen Bahn zuständig, eines der größten Unternehmen, das dem Staat gehört, kennst also beide Welten. Ist dieser Vorwurf gerechtfertigt?
Sabina Jeschke: Die deutsche Industrie hat es mit einem sehr alten Dilemma zu tun, das unter dem Stichwort Innovator‘s Dilemma bekannt ist, beschrieben unter anderem von Clayton Christensen vor mehr als 20 Jahren. Vereinfacht formuliert: Wenn du in irgendeiner Technologie richtig, richtig gut bist, dann tust du dich viel schwerer damit, diese komplett aufzugeben, als jemand, der nur „mittelprächtig“ ist oder ein völliger Newcomer. Ein Beispiel dafür wäre die deutsche Automobilindustrie mit ihrem technischen Vorsprung bei Verbrennungsmotoren. Natürlich können die deutschen Hersteller nicht einfach komplett auf Elektroautos wechseln wie Tesla, das sich noch nie mit Verbrennertechnologie beschäftigt hat. Tesla muss sich auch nicht um mögliche Werksschließungen oder Mitarbeiter, die dadurch arbeitslos werden könnten, kümmern.
Traditionsunternehmen schleppen also eine große Vergangenheit mit sich herum – und müssen sich daher nie nur technologische Fragen stellen, sondern immer auch klären, was das für die eigene Organisation bedeutet. Gerade in der deutschen Industrie scheint es weniger eine Technologiefeindlichkeit, sondern eher eine große Angst davor zu geben, einen kompletten organisatorischen Change einzuleiten.
Was die deutsche Politik angeht, so finde ich, dass sich die Situation in den letzten paar Jahren massiv verbessert hat.
Hier liegt aus meiner Sicht auch der Grund dafür, dass sich deutsche Industrieunternehmen noch schwerer tun als Traditionsfirmen in anderen Ländern, zum Beispiel Volvo in Schweden, wo schon seit 2017 kein einziger Cent mehr in die Forschung und Entwicklung von Verbrennungsmotoren mehr fließt. Schweden ist eine kleine Nation, die sehr beweglich sein muss, um technologisch und wirtschaftlich vorne mitspielen zu können. Flexibilität, Agilität, aber auch Geschwindigkeit gehören deshalb zur schwedischen DNA. In der Konsequenz gibt es in Schweden deshalb wenig Angst vor Veränderung, weder beim Einzelnen noch in Unternehmen. Veränderung werden vielmehr als Chance betrachtet.
Was die deutsche Politik angeht, so finde ich, dass sich die Situation in den letzten paar Jahren massiv verbessert hat.
Inwiefern?
Sabina Jeschke: Wenn ich 2010 Vorträge über Künstliche Intelligenz gehalten habe, dann sind die zwar gut gelaufen und alle fanden sie spannend – aber irgendwie kam ich mir immer ein bisschen vor wie ein Science-Fiction-Film auf zwei Beinen. Wenn ich erzählt habe, dass diese Technologie die vierte industrielle Revolution einläutet, haben mir die Leute nicht so wirklich glauben wollen. Dann gab es eine Art Sputnik-Schock, jedenfalls in der Community, in der ich damals unterwegs war. Und das war das Google Car, das 2011 mutterseelenallein durchs Silicon Valley fuhr. Da wurde den Leuten plötzlich klar, dass es sich hier nicht um irgendwelche Fantasien handelt, die vielleicht 2040 relevant werden könnten. Der Schock hat Wirkung gezeigt.
Bei Quantencomputern, die perspektivisch ab etwa 2025 für nützliche Anwendungen bereitstehen dürften, sehen wir bereits jetzt riesige Investitionen der Bundesregierung. Das heißt, während man in der Vergangenheit wirklich von einem „Verschlafen“ sprechen konnte, haben sich Geschwindigkeit und Aufmerksamkeit in den vergangenen Jahren massiv erhöht.
Bei Quantencomputern hat sich die Politik tatsächlich vorgenommen, nicht wieder den Anschluss ans Silicon Valley oder chinesische Tech-Konzerne zu verlieren. Dafür sollen Milliarden an Fördergeldern fließen. Und auch du beschäftigst dich inzwischen intensiv mit Quantencomputern. Welches Potential haben sie denn aus deiner Sicht – auch für die deutsche und europäische Wirtschaft?
Sabina Jeschke: Mit Quantencomputern wirst du Simulationen rechnen können, die du jetzt gar nicht erst schreibst, weil du schon weißt, dass du sie mit klassischen Computern überhaupt nicht rechnen kannst. Das wird beispielsweise eine individualisierte Medizin ermöglichen oder eine extrem beschleunigte Entwicklung von Pharmazeutika oder eine völlig neue Art der Klimamodellierung. Und so könnte ich jetzt fast jedes Fachgebiet durchgehen. Aber ich will das Potential an einem ganz konkreten Beispiel erläutern, das wir bei der Bahn diskutiert haben.
Stell dir mal vor, du würdest versuchen, die ganze Deutsche Bahn wie einen physikalisch einigermaßen korrekten digitalen Zwilling in eine Art gigantisches Computerspiel zu stecken, um dann den optimalen neuen Fahrplan von einer Künstlichen Intelligenz berechnen zu lassen. Je nachdem, wie realistisch dein Digital Twin ist, würde ein klassischer Computer fünf, zehn oder zwanzig Jahre vor sich hin rechnen. Deswegen wird heutzutage immer der Fahrplan des Vorjahres als Absprungpunkt genommen und da korrigiert, wo er nicht funktioniert hat, beziehungsweise um zusätzliche Züge punktweise erweitert. Quantum Computing könnte hier eine derartige Leistungssteigerung bringen, dass du tatsächlich das gesamte Netz der Bahn simulieren könntest, um den optimalen Fahrplan zu finden. Dafür würden dann alle möglichen Fahrpläne durchgespielt werden, die man sich nur vorstellen kann. Wahrscheinlich würdest du dann zu komplett anderen Lösungen kommen – und mit der bestehenden Flotte und der bestehenden Infrastruktur deutlich mehr Menschen transportieren können.
Mit Quantencomputern könnte ich außerdem das Bahnnetz während des Fahrbetriebs in Echtzeit simulieren. Wenn dann mal wieder ein Zug in eine Wildschweinrotte fährt und der Fahrplan aus dem Takt kommt, könnte ich die Störungen viel besser korrigieren als jetzt und damit die Systempünktlichkeit erhöhen – und zwar nicht nur lokal , sondern global , also das ganze Netz in Echtzeit neu ausrichten.
Bisher existieren diese Vorteile aber vor allem in der Theorie. Es gibt kaum einsatzfähige Quantencomputer – und die, die es gibt, verfügen über wenige Qubits und verursachen viele Fehler. Lohnt es sich da für Industriekonzerne überhaupt schon, sich damit zu beschäftigen?
Sabina Jeschke: Auf jeden Fall! Wir werden diese Rechner in einer vielleicht noch nicht ausreichenden, aber doch umfassenden Anzahl 2025, 2026 oder 2027 haben. Wer sich dann erst überlegt, was man damit anfangen kann, gerät in die Situation, die wir anfangs besprochen haben: Die anderen – andere Nationen oder neue „Quantum-Born Unternehmen“, die sofort nach ihrer Gründung auf Quantencomputer setzen – werden voraussichtlich schneller sein als die deutschen traditionellen Unternehmen. Solche Simulationen, wie ich sie gerade für die Bahn skizziert habe, zu schreiben, braucht mehrere Jahre. Deswegen ist genau jetzt der richtige Zeitpunkt, um damit anzufangen.
Wir werden diese Rechner in einer vielleicht noch nicht ausreichenden, aber doch umfassenden Anzahl 2025, 2026 oder 2027 haben.
Noch haben viele deutsche Industrieunternehmen einen Vorsprung, sind Platzhirsch. Wenn sie sich aber jetzt nicht mit Quantencomputern beschäftigen, müssen sie damit rechnen, dass sich genau wie bei Künstlicher Intelligenz oder bei Elektromobilität neue Unternehmen auf der grünen Wiese bilden. Und die nutzen dann den Quantenvorteil, um bessere Produkte zu bauen als die Traditionsunternehmen – oder sich zwischen sie und ihre Kunden zu schieben.
Sind Simulationsumgebungen und Software-Lösungen für Optimierungsprobleme, wo Quantencomputer die größten Vorteile haben könnten, wirklich so entscheidend für die Wettbewerbsposition?
Sabina Jeschke Definitiv! Die erfolgreichen Traditionsunternehmen sind auch deshalb so erfolgreich, weil sie in der Vergangenheit ihre Optimierungs- und Simulationsumgebungen immer weiterentwickelt haben. Da liegt ein hoher Anteil ihres geistigen Eigentums. Mit guten Simulationen bist du bei der Entwicklung neuer Produkte viel schneller und kannst viel mehr Produktvarianten durchprüfen, selbst solche, die erstmal absurd oder verrückt erscheinen. So kannst du schneller bessere Produkte auf den Markt bringen. Und wer Optimierungsprobleme besonders gut löst, kann günstigere Preise anbieten.
Verschläft ein Traditionsunternehmen den Umstieg auf Quantum Computing, könnten Start-ups, die ihre Software von vornherein auf Quantencomputer optimieren, ihnen plötzlich den Rang ablaufen.
Verstanden. Wer zu spät kommt, riskiert überflüssig zu werden. Da bleibt aber die Frage, wie Unternehmen den Umstieg auf Quantencomputer in der Praxis vollziehen sollen, wenn sie genau das vermeiden wollen. Man kann ja nicht einfach die bisherigen klassischen Computer ausstecken und Quantencomputer einstöpseln.
Sabina Jeschke: Die Unternehmen müssen sich vor allem überlegen, was sie alles tun könnten, wenn sie plötzlich die prognostizierte Rechenpower von Quantencomputern zur Verfügung hätten – ihre Use Cases definieren. Welche Prozesse könnten sie damit verbessern? Was könnten sie damit simulieren, was bisher noch gar nicht möglich ist? Welche Prozesse könnten dadurch in Echtzeit optimiert werden? Und welche neuen Geschäftsmodelle ergeben sich insgesamt dadurch?
Je nach Thema gibt es dann vermutlich zwei Möglichkeiten, diese Antworten auch umzusetzen. Die eine besteht tatsächlich darin, bei null anzufangen – insbesondere bei Themen, die man vorher überhaupt nicht modellieren oder simulieren konnte. Die andere besteht darin, die vorhandenen Algorithmen, Simulationsumgebungen und Optimierungsverfahren in die Quantenwelt zu übertragen, zum Beispiel durch eine Quantum Virtual Machine oder eine Quantum Virtual Platform . Das alles müssen die Konzerne nicht völlig alleine umsetzen, sondern werden dazu die Hilfe spezialisierte Firmen brauchen.
Genau an der Stelle wird das Start-up aktiv, das du gerade mitgegründet hast: Quantagonia. Was kannst du uns schon darüber verraten?
Sabina Jeschke: Wir wissen, dass die gerade angesprochenen Simulations- und Optimierungsumgebungen, die in den Traditionsunternehmen über Jahre entwickelt wurden, nicht einfach eins-zu-eins in die Quantenwelt übertragen oder übersetzt werden können. Genau hier setzt Quantagonia an.
In dem Moment, wo Quantenrechner mit angekoppelt werden, werden Teile der Algorithmen nahtlos auf diese neue Hardware überführt.
Uns geht es darum, bestehende Codes von Optimierungs- und Simulationsverfahren schrittweise in eine öffentliche oder private Cloud zu übertragen, in der sie aktuell noch auf der bestehenden Hardware laufen. Aber in dem Moment, wo Quantenrechner mit angekoppelt werden, werden dann Teile der Algorithmen – nicht alle laufen auf einem Quantencomputer besser – nahtlos auf diese neue Hardware überführt. Man könnte das Konzept auch als eine Quantum Virtual Machine bezeichnen. Wir automatisieren die Übertragung bestehender Algorithmen ins Quantenzeitalter mit Software-as-a-Service Modellen und geben Traditionsunternehmen damit die Chance, sofort mit einzusteigen und ihre Führungsposition zu verteidigen.
Und – ganz entscheidend: „Quantum. Today.“ Viele Unternehmen befinden sich in einer Henne-Ei-Wahrnehmung, fragen sich also: „Wie kann ich heute schon Quantum Computing wertstiftend einsetzen, wenn es die Rechner dazu noch gar nicht gibt?“ Dafür gibt es aber Ansätze. Genau die praktizieren wir.
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Wissen die Unternehmen denn deiner Einschätzung nach genug, um für sich bereits heute die Potentiale von Quantum Computing bewerten zu können?
Sabina Jeschke: Wie oft in solchen Umbruchsituationen: it depends . Bei innovativen Technologien sehen wir ja meistens einige wenige Unternehmen als Forerunner , so auch hier. Diese Early Birds arbeiten bereits seit über fünf Jahren an eigenen Konzepten und Strategien für Quantum Computing.
Auf dem anderen Ende der Skala sehen wir Unternehmen, die noch kaum eine Idee haben, weder zu Quantencomputern im Speziellen noch allgemein zu High Performance Computing, ambitionierten Simulationen, Optimierungsverfahren und KI. Das geht typischerweise damit einher, dass diese Unternehmen übergreifend keine besonders ambitionierten Digitalstrategien haben. Ironischerweise ist es übrigens oft so, dass genau diese Unternehmen und Branchen von Hochleistungs- und Quantencomputern ganz besonders stark profitieren würden.
Und dann sehen wir ein Mittelfeld: Unternehmen mit kleinen Teams, die sich seit zwei bis drei Jahren in eher losen internen Formaten mit dem Thema befassen, erste Ideen für Use Cases haben – oft aber nicht richtig wissen, wie sie mit der Umsetzung starten sollen.
Ich will Technologie nicht einfach einkaufen als eine Art Projektmanagerin, ich will sie tatsächlich mitentwickeln und ganz vorne mit dabei sein.
Wir haben deshalb auch verschiedene Professional Services Angebote in unsere frühe Phase integriert, obwohl wir uns als Softwareunternehmen begreifen: Kunden gehen mit uns bei Bedarf durch ein Readiness Assessment, weil sie ihre Organisation nicht nur technologisch, sondern auch in anderen Dimensionen auf Quantum Computing vorbereiten wollen. Wir unterstützen Kunden außerdem bei der Findung und Ausarbeitung erster Use Cases und Demonstratoren. Und wir helfen bei der Entwicklung einer kurz-, mittel- und langfristigen Gesamtstrategie.
Trotzdem ist so eine Start-up-Gründung ein Risiko. Du hast eine Universitätskarriere hinter dir, warst bei einem Unternehmen mit hunderttausenden Mitarbeitern und stürzt dich jetzt in dieses Abenteuer. Warum eigentlich?
Sabina Jeschke: Ich bin ein extrem technikaffiner Mensch. Mein Vater hat in Schweden Kernkraftwerke gebaut, das hat offenbar was mit mir gemacht. Ich habe technische Fächer studiert und es ist für mich seitdem immer wichtig gewesen, wirklich Technologie und Technologiestrategien zu entwickeln. Ich will Technologie nicht einfach einkaufen als eine Art Projektmanagerin, ich will sie tatsächlich mitentwickeln und ganz vorne mit dabei sein. Dazu habe ich in unserem Start-up die Möglichkeit.
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Titelbild: Getty Images