Grüner werden mit Quantum

Es wird erwartet, dass die Quanteninformatik dramatische Auswirkungen auf zahlreiche Branchen haben wird: Logistik, Pharmazeutik, Finanzdienstleistungen, Automobilbau und viele mehr. Die Boston Consulting Group (BCG) schätzte kürzlich, dass "Quantencomputing in den nächsten 15 bis 30 Jahren einen Wert von 450 bis 850 Mrd. $ schaffen könnte", wobei 5 bis 10 Mrd. $ bereits in den nächsten drei bis fünf Jahren für Nutzer und Anbieter anfallen könnten.

Angesichts der weitreichenden potenziellen Auswirkungen stellt sich die Frage: Könnte das Quantencomputing einen positiven Einfluss auf die Umwelt auf unserem Planeten haben?

Die Antwort scheint ein durchschlagendes zu sein: JA. Sehen wir uns einige Möglichkeiten an, wie diese Vision zu einer grünen Realität werden könnte:

Entwicklung von neuen chemischen Katalysatoren. Katalysatoren erhöhen die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion. Katalysatoren werden in zahlreichen chemischen Prozessen eingesetzt. Ein besonders wichtiger Prozess ist das Haber-Bosch-Verfahren zur Herstellung von Ammoniak. Ammoniak ist ein wichtiger Bestandteil von landwirtschaftlichen Düngemitteln. Schätzungen zufolge entfallen fast 3 % des weltweiten Energieverbrauchs auf die Herstellung von Ammoniak durch ein chemisches Verfahren, das als Haber-Bosch-Verfahren bekannt ist. Warum ist dies für das Quantencomputing relevant? Weil Quantencomputer aufgrund der Tatsache, dass Atome nach den Gesetzen der Quantenmechanik interagieren, hervorragend in der Lage sind, chemische Reaktionen zu simulieren. Im Gegensatz zu klassischen Computern können Quantencomputer Moleküle mit 50 oder mehr Atomen simulieren. Wir gehen davon aus, dass Quantencomputer dazu beitragen werden, neue Katalysatoren zu entwickeln, die bei der Herstellung von Ammoniak und anderen energiereichen Prozessen einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz leisten können. 

Zusätzliche chemische Anwendungen. Die Entdeckung neuer Materialien und Verfahren mit Hilfe von Quantencomputern kann über die chemischen Katalysatoren hinaus einen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Zum Beispiel durch die Entwicklung effizienterer Solarzellen oder Geräte zur Kohlenstoffabscheidung. Die Entwicklung von Batterien ist ein weiteres Beispiel, das nach Schätzungen von BCG einen Wert von 20 bis 40 Milliarden Dollar freisetzen könnte. Bessere Batterien würden die Attraktivität von Elektrofahrzeugen erhöhen und die Treibhausgasemissionen verringern.

Optimierung der Route. Quantencomputer sind besonders geschickt darin, viele Berechnungen gleichzeitig auszuführen, im Gegensatz zu klassischen Computern, die jeweils nur eine Berechnung durchführen können. Diese Fähigkeit eignet sich besonders gut für die Optimierung: die Auswahl der besten Option aus vielen Alternativen. Ein Beispiel für ein solches Optimierungsproblem ist das so genannte "Problem des reisenden Verkäufers", bei dem es darum geht, die optimale Abfolge von Haltestellen auf einer Reise mit mehreren Routen zu finden. Eine optimale Route könnte z. B. eine sein, die den Kohlenstoff-Fußabdruck minimiert. Verantwortungsbewusste Transportunternehmen und Fluggesellschaften könnten eine solche Optimierung nutzen, um einen weiteren Beitrag zur Verringerung des Fußabdrucks zu leisten.

Dies sind nur einige wenige Beispiele dafür, wie die Quanteninformatik einen wesentlichen Beitrag zum Wohlergehen unseres Planeten leisten kann.