Quanten-KI und die Revolution im Gesundheitswesen, in der Wirtschaft und in der Logistik

Quanten-KI ermöglicht bahnbrechende Innovationen im Gesundheitswesen und in der Logistik und hilft dabei, komplexe Probleme zu lösen, mit denen herkömmliche KI nicht umgehen kann – von einer schnelleren Medikamentenentwicklung bis hin zur Optimierung globaler Lieferketten.

Quanten-KI ist die Kombination aus künstlicher Intelligenz und Quantencomputing.

Quanten-KI ist die Kombination aus künstlicher Intelligenz und Quantencomputing, die die parallele Verarbeitungsleistung von Quantenbits (kurz Qubits) nutzt, um maschinelles Lernen zu beschleunigen und dessen Effizienz zu verbessern.

Während KI es Maschinen ermöglicht, aus Daten zu lernen und Entscheidungen wie Menschen zu treffen, ermöglicht Quantencomputing – mit seiner Quantenüberlagerung und Verschränkung – die gleichzeitige Verarbeitung von Millionen von Berechnungen.

Diese Kombination eröffnet bahnbrechendes Potenzial in Bereichen, die eine extrem hohe Rechenleistung erfordern, wie z. B. komplexe Optimierung, Biosimulation, Echtzeit-Big-Data-Analyse und Deep Learning, wo die traditionelle KI an ihre Grenzen stößt.

Quantencomputing – Ein Schub durch technologische Infrastruktur

Quantencomputer ersetzen herkömmliche Bits durch Qubits – spezielle Informationseinheiten, die dank des Phänomens der Quantenüberlagerung gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren können. Dadurch können Quantencomputer Informationen deutlich paralleler darstellen und verarbeiten und so eine beispiellose Rechenleistung erzielen.

Dies bietet klare Vorteile bei der Lösung komplexer kombinatorischer Probleme, multivariater Optimierung und der Simulation quantenphysikalischer Phänomene, die Problemen der künstlichen Intelligenz sehr ähnlich sind. Diese Bereiche stellten aufgrund des Umfangs und der Nichtlinearität der Daten schon immer eine große Herausforderung für klassische Computer dar.

Das Ökosystem der Quantenalgorithmen wächst rasant. Algorithmen wie Quantum Support Vector Machines (QSVM) oder Quantum Neural Networks (QNN) eröffnen die Möglichkeit, komplexere und effizientere Modelle des maschinellen Lernens zu entwickeln.

Darüber hinaus trägt die Quantum-Annealing- Technik dazu bei, den maschinellen Lernprozess zu beschleunigen, insbesondere bei Optimierungs- und Reinforcement-Learning-Problemen, bei denen die KI in komplexen und sich ständig verändernden Umgebungen intelligente Entscheidungen treffen muss.

Diese Fortschritte versprechen nicht nur eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit bei der Verarbeitung großer Datenmengen, sondern erweitern auch die Grenzen der KI und bringen sie näher an die Fähigkeit heran, komplexe Systeme zu bewältigen, die die Vorstellungskraft herkömmlicher Computer übersteigen.

Medizinische Anwendungen

Quanten-KI könnte den Prozess der Entwicklung neuer Medikamente verkürzen und präzise Ergebnisse vorhersagen.

Durch die Fähigkeit, komplexe Wechselwirkungen auf molekularer und zellulärer Ebene zu simulieren, hilft die Quanten-KI Forschern, ein tieferes Verständnis von Krankheitsmechanismen und der Wirkungsweise von Medikamenten zu erlangen.

Eine der wichtigsten Anwendungen ist die Verkürzung der Entwicklungszeit neuer Medikamente. Anstatt jahrelang Millionen von Molekülen zu testen, ermöglicht Quanten-KI schnelle und präzise Simulationen von Proteinstrukturen, Molekülen und biologischen Wechselwirkungen – etwas, das klassische Computer nur schwer effizient leisten können. Dies reduziert nicht nur die Forschungskosten, sondern beschleunigt auch die Entwicklung potenzieller Medikamente bis zur klinischen Prüfung.

Darüber hinaus unterstützt Quanten-KI die Verbesserung präziserer Diagnosen durch die Analyse medizinischer Bilddaten und umfangreicher Patientenakten und trägt so zu einer personalisierten, optimalen Behandlung für jeden Patienten bei. Es wird außerdem erwartet, dass sie die Effizienz im epidemiologischen Management, bei der Krankheitsprognose und bei der Optimierung medizinischer Behandlungsprozesse steigert.

Anwendungen im Finanzwesen

Die Preisgestaltung von Derivaten mittels Quanten-KI erfordert die Modellierung mehrerer Risiko- und Wahrscheinlichkeitsfaktoren.

Die moderne Finanzbranche ist eines der komplexesten Felder, in dem Daten in Echtzeit schwanken und Investitionsentscheidungen in Sekundenbruchteilen getroffen werden müssen.

Durch die Fähigkeit, Millionen von Anlagekombinationen und -beschränkungen in kurzer Zeit zu analysieren, hilft Quanten-KI Anlegern dabei, die optimale Allokationsstruktur zu finden und Gewinne und Risiken genauer auszubalancieren.

Dank Parallelverarbeitung und bestärkendem Lernen kann Quanten-KI zudem ungewöhnliche Handelsmuster und Anzeichen von Risiken erkennen, die tief im System verborgen sind – etwas, das traditionelle Algorithmen leicht übersehen können.

Darüber hinaus trägt Quanten-KI zur Preisgestaltung von Derivaten bei, die die Modellierung mehrerer Risiko- und Wahrscheinlichkeitsfaktoren erfordert. Quantensimulationsfähigkeiten ermöglichen die Entwicklung realistischerer Preismodelle und unterstützen so schnelle und präzise Investitionsentscheidungen.

Anwendungen in der Logistik

Quanten-KI kann Rechenzeiten verkürzen und multikriterielle Modelle optimieren.

Globale Lieferketten werden immer komplexer, mit Millionen von Versandpunkten und sich minütlich ändernden Zeit-, Kosten-, Wetter- und Nachfragevariablen. Traditionelle Optimierungsprobleme – wie die Suche nach der kürzesten Route, die Bestandsverteilung oder die Fahrzeugdisposition in Echtzeit – übersteigen in vielen Fällen die Fähigkeiten klassischer KI.

Dank der parallelen Rechenleistung von Qubits ist Quanten-KI in der Lage, komplexe kombinatorische Probleme zu lösen und kann so die Rechenzeit von Stunden auf Sekunden verkürzen , insbesondere bei multikriteriellen Optimierungsmodellen.

Beispielsweise unterstützt Quanten-KI im Flottenmanagement die optimale Transportplanung in Echtzeit, wodurch Kraftstoffkosten gesenkt und gleichzeitig pünktliche Lieferungen gewährleistet werden. In der Lagerhaltung hilft sie, den Warenfluss optimal zu simulieren und zu organisieren, um Engpässe zu vermeiden und die Produktivität zu steigern.

Quanten-KI hilft auch bei der Prognose der saisonalen Nachfrage, der Simulation von Lieferkettenunterbrechungen und der Entwicklung von Schnellreaktionsszenarien – was insbesondere in Notfallsituationen wie Pandemien oder globalen Logistikkrisen von großem Nutzen ist.

Die Quantenzukunft: Nicht nah, aber auch nicht fern

Aktuelle Quantencomputer befinden sich noch im experimentellen Stadium und weisen eine begrenzte Anzahl an Qubits, geringe Stabilität und extrem hohe Anforderungen an die Hardwareinfrastruktur auf. Quantenrauschen, Rechenfehler und hohe Wartungskosten stellen nach wie vor eine große Herausforderung für die breite Anwendung dar.

Allerdings investieren Giganten wie IBM, Google, D-Wave, Rigetti und viele unabhängige Forschungslabore massiv in den Ausbau der Quantenkapazität, erhöhen die Anzahl der Qubits exponentiell und verbessern die Systemstabilität.

Hybride Computermodelle – die klassische und Quanten-KI kombinieren – erweisen sich als praktikable Übergangslösung und helfen dabei, einen Teil der Quantenleistung zu nutzen, während die Infrastruktur noch in den Kinderschuhen steckt.

Mit großem Aufwand verspricht die Quanten-KI, die Art und Weise zu verändern, wie die Menschheit die großen Herausforderungen unserer Zeit angeht.

PHAN HAI DANG

Quelle: https://tuoitre.vn/ai-luong-tu-va-cuoc-cach-mang-trong-y-te-kinh-te-logistics-20250605110531932.htm