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Das Potenzial des Quantencomputings in der Fertigung erörtert Neil Ballinger von EU Automation

Neil Ballinger, EU Automation
Das Potenzial des Quantencomputings in der Fertigung

Quantencomputing: Platine, die das Konzept der Quantenberechnung zeigt
Quantencomputing könnte in der Fertigung unendliche Möglichkeiten eröffnen.
Bild: clavivs/stock.adobe.com

Stellen Sie sich vor, Sie suchen nach der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen, indem Sie jeden einzelnen Halm untersuchen. Wie wäre es, wenn Sie den gesamten Heuhaufen gleichzeitig analysieren und dadurch die Zeit bis zum Auffinden der Nadel drastisch verkürzen könnten? Genau das kann Quantencomputing im Vergleich zu konventionellem Computing leisten.

Quantencomputing könnte die Arzneimittelentwicklung beschleunigen, die Verschlüsselungssicherheit erhöhen und vieles mehr. Doch wie könnte das der Fertigungsindustrie zugute kommen? Im Folgenden erörtert Neil Ballinger, Leiter der EMEA-Region bei EU Automation, ein Zulieferer für Automatisierungsbauteile, die Zukunft des Quantencomputings für die Fertigungsindustrie.

Neil Ballinger, Leiter der EMEA-Region, EU Automation
Neil Ballinger ist Leiter der EMEA-Region bei EU Automation.
Bild: EU Automation

Herkömmliches Computing stellt Informationen unter Verwendung von Bitfolgen dar, wobei jedem Bit eine Eins oder Null zugewiesen wird. Quantencomputing hingegen stellt Informationen in Quantenbits oder Qubits dar. Jedes Qubit kann für eine unendliche Anzahl von Zuständen zwischen Eins und Null stehen.

Im Vergleich zu herkömmlichen Computern können Quantencomputer gleichzeitig eine größere Bandbreite von Werten verarbeiten. Dies bedeutet, dass Quantencomputer selbst die rechenintensivsten Probleme viel schneller lösen können als klassische Computer.

Quantencomputer sind in der Lage, selbst die anspruchsvollsten Supercomputer an Schnelligkeit zu übertreffen und Probleme zu lösen, die derzeit unlösbar sind.

„Es ist wichtig, sich vor Augen zu halten, dass der Vergleich eines klassischen Computers mit einem Quantencomputer im Wesentlichen dem Vergleich einer Kerze mit einer Glühlampe oder eines Fahrrads mit einem Düsenflugzeug gleichkommt“, erklärte Vishal Shete, Head of Quantum Value Creation bei Sia Partners. „Quantencomputing stellt einen völlig neuen Paradigmenwechsel dar, der eine Reihe von Möglichkeiten eröffnet.“

Die Vorteile von Quantencomputing für Hersteller

Die Anwendung des Quantencomputings könnte in einer Vielzahl von Bereichen, einschließlich der Fertigung, unendliche Möglichkeiten eröffnen. Der Einsatz von Quantencomputing könnte dazu beitragen, hochenergiedichte Batterien, Materialien mit einem höheren Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und effizientere synthetische und katalytische Prozesse zu schaffen.

Dies sind jedoch nicht die einzigen Vorteile, die Quantencomputing für die Fertigungsindustrie haben könnte – die Technologie könnte sich positiv auf das Fertigungsdesign, die Steuerung und die Lieferkette auswirken.

Verstärktes Forschen und Investieren in Quantentechnologien

Quantencomputing könnte die Art und Weise verändern, wie Hersteller Produkte entwickeln. Derzeit spielt die Computersimulation eine entscheidende Rolle beim Produktdesign und in der Vorprüfung. Durch den Einsatz von Computersimulationen können jedoch Sicherheitsmargen zunehmen, was zu Abweichungen des Produktgewichts und höheren Kosten für Produkte führt.

Würde Quantencomputing herkömmliche Computersimulationen ersetzen, könnten Berechnungen für die Pfade, Geräusche, Vibrationen und Systemlasten einzelner Komponenten eingegeben werden, was die Präzision und Genauigkeit erhöhen würde.

Kosten senken, ohne Einbußen bei Leistung oder Qualität

Dies würde die Herstellung einzelner Teile wahrscheinlich optimieren und gleichzeitig das Gesamtsystem berücksichtigen und die Auswirkungen zahlreicher Sicherheitsmargen reduzieren. So würde es Herstellern ermöglicht, Kosten zu senken, ohne die Leistungsfähigkeit des Systems zu beeinträchtigen.

Das Produktdesign ist nicht der einzige Bereich des Fertigungsprozesses, der von Quantencomputing profitieren könnte. Kontrollprozesse in der Fertigung sind mitunter komplex und stoßen häufig an die Grenzen fortschrittlicher Analysen. Die Kombination von Quantencomputing mit maschinellem Lernen könnte zu schnelleren Optimierungsläufen führen.

Fraunhofer IPMS und IAF zu industriell fertigbaren Quantencomputern

Diese Kombination könnte es Herstellern ermöglichen, über die derzeitigen Grenzen der klassischen Datenverarbeitung hinauszugehen, indem sie zusätzliche interaktive Faktoren und Prozesse analysieren, um die Produktionserträge zu steigern.

Der Einsatz von Quantencomputing für die Lieferkette und Logistik würde auch die Transformation der Zulieferungslandschaft in der Fertigungsindustrie ermöglichen.

Die Anwendung könnte Anbieterbestellungen optimieren, Betriebskosten senken, Umsatzverluste reduzieren und die begleitende Logistik durch dynamische Echtzeit-Entscheidungen verbessern. Quantencomputing könnte die perfekte Ergänzung der digitalen Lieferketten-Toolbox der Industrie 4.0 sein.

Auswirkungen des Quantencomputings auf Verschlüsselungssysteme

Trotz der Vorteile des Quantencomputings könnte diese Technologie auch Auswirkungen auf die derzeitigen Verschlüsselungssysteme haben. Sie ist nämlich in der Lage, alle derzeitigen Verschlüsselungscodes zu brechen und stellt eine Bedrohung für das Internet, den elektronischen Handel, das E-Banking und die mobilen Daten dar, wie wir sie derzeit kennen.

Es gibt jedoch laufende Forschungen zur Entwicklung von Verschlüsselungen, die Quantencomputer nicht durchbrechen können.

Konsortium um Q.ant erhält 50 Millionen Euro Forschungsförderung

Anstatt Quantencomputing als eine Bedrohung für die digitale Welt, wie wir sie kennen, zu betrachten, ist es wichtig, dass sich Hersteller auf sein Potenzial konzentrieren, Prozesse zu revolutionieren, während sie gleichzeitig neue Entwicklungen in der Cybersicherheit im Auge behalten, die es ihnen ermöglichen würden, diese Technologie sicher einzusetzen.

Es mag noch ein langer Weg vor uns liegen, aber Quantencomputing wird sich zu einem Schlüsselinstrument für Hersteller entwickeln. Diese Technologie könnte denjenigen einen klaren Vorteil verschaffen, die bereit sind, sich auf eine Quantenzukunft einzulassen.

Mit dem Wissenszentrum von EU Automation kann man sich über diese Technologie mit ihren Auswirkungen auf die Fertigungsindustrie auf dem Laufenden halten. (bec)

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