Verschmelzen zweier Hochtechnologien: Quanten und KI
Event: Anwendertagung und Fachausstellung “Quantum Photonics” am 13. und 14. Mai 2025 in Erfurt.
Auf den ersten Blick mögen Quantentechnologie und Künstliche Intelligenz nicht viel gemein haben. Doch gilt es in beiden Bereichen, äußerst komplexe Optimierungsprobleme zu lösen. Und: Die beiden Ansätze können gegenseitig von ihren Vorteilen profitieren und sich vorantreiben.„Einerseits kann die Künstliche Intelligenz die Quantentechnologien verbessern, andererseits können wir Quantencomputer nutzen, um KI-Algorithmen zu vervollkommnen“, sagt Professor Martin Gärttner, Quanteninformationstheoretiker von der Friedrich-Schiller-University Jena.
Expertise aus Industrie und Wissenschaft
Welche generellen und tiefergehenden Möglichkeiten diese beiden Ansätze bieten, diskutieren Expert*innen aus Industrie und Wissenschaft auf der Quantum Photonics am 13. und 14. Mai 2025 in Erfurt. „Die Redner verfügen fachlich über verschiedene Hintergründe und eröffnen sowohl den Unternehmens- als auch den Wissenschaftsblick auf dieses spannende Thema – wir erreichen somit eine gute Balance zwischen Industrie und akademischer Forschung“, sagt Gärttner.
Quantenfehlerkorrektur
Um das Beste aus Quantencomputern, -simulation und -kommunikation herauszuholen, stehen schwierige Optimierungsprobleme an. Ein Beispiel ist die Quantenfehlerkorrektur, die auf der Messung mit zahlreichen Qubits beruht: Aus den entstehenden Daten gilt es zu rekonstruieren, welcher Fehler vorliegt. „Ab einer gewissen Größe wird es schwierig, zuverlässige Algorithmen für diese Aufgabe zu entwickeln. Reinforcement-Learning kann dabei helfen“, weiß Gärttner. Diese Technologie ist bekannt von Künstlicher Intelligenz, die bei Spielen besser abschneidet als der Mensch. Formuliert man die Herausforderung als Spiel – in dem der Agent auf einem simulierten Quantencomputer immer wieder Quantenzustände präpariert, Fehlerzustände misst und versucht, den Fehler aufzuspüren – kann die KI eine ausgeklügelte Strategie für die Quantenfehlerkorrektur entwickeln.
Umgekehrt profitiert auch die Künstliche Intelligenz von den Quantentechnologien. Geht es beispielsweise darum, Neuronale Netze zu trainieren – also generative Modelle, die wie Chat GPT Texte oder Bilder generieren – führt der Weg ebenfalls über Optimierungen. Hier besteht die Hoffnung, dass Quantencomputer diese Probleme besser und effizienter lösen könnten als klassische Computer.
Thüringen: Hotspot der Quantentechnologien
Es ist keineswegs ein Zufall, dass die Messe Quantum Photonics in Thüringen stattfindet. Schließlich trifft dort eine lange Tradition in der Hochtechnologie auf Entwicklungstreiber der Quantentechnologien: Das Fraunhofer IOF in Jena sowie die Universität Jena haben auch internationale die Nase vorn. Thüringen bietet für die neue Messe Quantum Photonics also einen idealen Standort.
