Quantenrevolution 2.0: Ein Zug, den man nicht verpassen darf

In den letzten Jahren haben die Erfolge der KI-Revolution eine andere technologische Revolution in den Schatten gestellt, die zwar gerade erst begonnen hat, aber ebenso außergewöhnliche Fähigkeiten besitzt – sogar weiter reichend als KI: die Quantentechnologie.

Rechengeschwindigkeit: Millionen Mal schneller als heutige Supercomputer

Wenn das KI-Modell eine Lernmaschine ist, die riesige Datenmengen verarbeitet, um die beste Antwort zu finden, dann verändert die Quantentechnologie die Grundlage der Informationsverarbeitung selbst.

Ein Beispiel dafür ist die Cybersicherheit. Kürzlich hat das KI-Modell Mythos, das von der Firma Anthropic veröffentlicht wurde, eine globale Cybersicherheitskrise ausgelöst, weil Mythos versteckte Schwachstellen in Systemsoftware von Banken bis zu Verteidigungsnetzwerken finden und ausnutzen kann. Das Prinzip von KI ist die Verarbeitung riesiger Datenmengen, um die wahrscheinlichste Lösung zu finden. Deshalb ist KI sehr gut darin, „die Nadel im Heuhaufen zu finden“ und Sicherheitslücken in Systemsoftware zu entdecken.

Im Gegensatz dazu kann ein Quantencomputer leicht alle aktuellen Sicherheitsnetzwerke knacken. Dank Quantenalgorithmen kann ein Quantencomputer Rechengeschwindigkeiten erreichen, die Millionen, sogar Milliarden Mal schneller sind als die stärksten Supercomputer von heute. Wegen dieser hohen Geschwindigkeit können heutige Verschlüsselungsschlüssel, die so komplex sind, dass ein Supercomputer Jahrzehnte oder sogar Jahrtausende brauchen würde, um sie zu knacken, von einem Quantencomputer in nur Sekunden bis Stunden, höchstens Tagen, geknackt werden.

CEO von Google, Sundar Pichai, und der Quantencomputer Sycamore von Google. Bildmaterial von Google, 2019.

Bildlich gesprochen: KI bricht durch eine Sicherheitsmauer, indem sie Löcher und Schwachstellen findet und durch sie hindurchkriecht. Aber wenn diese Löcher verstärkt und geschützt werden, funktioniert die Sicherheitsmauer weiterhin gut. Im Gegensatz dazu kann ein Quantencomputer mit seiner extrem schnellen Rechengeschwindigkeit und speziellen Algorithmen einen Schlüssel erzeugen, um die aktuellen Sicherheitsschlösser zu öffnen, ohne ihnen eine Chance zur Verteidigung zu geben.

Das ist nur eine von unzähligen wichtigen Anwendungen, die zeigen, dass die Quantentechnologie die Herangehensweise an viele wissenschaftliche, technische und sicherheitsrelevante Probleme völlig verändern kann, die mit heutiger Technologie als unmöglich gelten.

Drei Säulen der Quantentechnologie

Quantencomputing, das Quantencomputer und Quantensimulation umfasst, hat den größten Einfluss und wirkt auf fast alle Bereiche: von der Entdeckung und Entwicklung neuer Medikamente und Materialien bis zu neuen Finanz- und Währungssystemen und Sicherheitssystemen. Gleichzeitig kann Quantencomputing komplexe technische Probleme lösen, die keine klassische Rechenmethode, einschließlich KI, lösen kann.

Quantenkommunikation kann Quanteninformation sicher übertragen und ist gegen jede Form von Abhören geschützt – ein großes Problem bei klassischen Verschlüsselungsmethoden heute.

Schließlich ermöglichen Quantensensoren Messungen mit viel höherer Empfindlichkeit als klassische Sensormethoden und haben daher viele Anwendungen für schnelle und supergenaue Messungen, besonders wichtig für die Verteidigung.

Man sollte wissen: Viele der wichtigsten Technologieerfolge der modernen Welt wie Halbleiterchips (für Computer, Informatik, KI usw.), Laser (für Glasfaserkommunikation und viele andere Anwendungen) und neue Materialien sind Ergebnisse des Verständnisses der Prinzipien der Quantenmechanik, die vor 100 Jahren entstand. Diese Zeit nennt man die erste Quantenrevolution (Quantum 1.0).

Mit anderen Worten: Ohne die Forschung zur Quantenmechanik gäbe es keine Transistoren, keine Halbleiterchips, keine Personalcomputer, Smartphones oder das Internet wie heute.

Heute glauben Wissenschaftler, dass die zweite Quantenrevolution (Quantum 2.0), obwohl sie gerade erst begonnen hat, viel größere Erfolge verspricht als Quantum 1.0.

Öffentliche Investitionen in Quantentechnologie, nach Daten von McKinsey 2024, zeigen, dass auch kleine Volkswirtschaften wie Neuseeland, Thailand und die Philippinen im Rennen sind.

Wettlauf der Nationen um zukünftige Vorteile

Nicht nur viele Wissenschaftler, sondern auch viele Regierungen führender Technologieländer und unzählige Investoren setzen große Erwartungen in die Quantentechnologie und investieren stark. Laut McKinsey beliefen sich die öffentlichen Investitionen der Regierungen von 2007 bis Ende 2023 auf über 42 Milliarden US-Dollar. 2024 kamen 2 Milliarden dazu, 2025 weitere 10 Milliarden. Besonders die japanische Regierung, die eine Zeit lang „geschlafen“ hatte, kündigte Ende 2025 Investitionen von 7,4 Milliarden US-Dollar an und stieg damit auf Platz 2, nur hinter China mit 15,3 Milliarden, gefolgt von Deutschland mit 5,2 Milliarden, Großbritannien mit 4,3 Milliarden und den USA mit 3,8 Milliarden. Kürzlich kündigte die US-Regierung weitere 2 Milliarden für Quantentechnologie an. Die USA führen bei privaten Investitionen mit 3,45 Milliarden, gefolgt von Großbritannien mit 1,6 Milliarden, Kanada mit 1,3 Milliarden und der EU mit 1,218 Milliarden.

Diese Investitionen in Quantentechnologie sind zwar groß, aber immer noch klein im Vergleich zu den Hunderten von Milliarden Dollar, die jährlich in KI investiert werden.