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Wie du Quantum-ready wirst

Lernziele​

Am Ende dieses Moduls solltest du in der Lage sein:

  • Die Schritte zu beschreiben, die Unternehmensführer jetzt umsetzen können, um sich auf den Einsatz von Quantencomputing in Workflows in der Zukunft vorzubereiten.
  • Die Konzepte der Quantum-Readiness und des Quantenpotenzials zu erklären.
  • Die Mission von Quantenökosystemen zu erläutern.
  • Die Ressourcen zu finden, um über Quantencomputing-Technologien sowie die neuesten Entwicklungen und Durchbrüche auf dem Laufenden zu bleiben.

Wertvolle Probleme mit Quantentechnologie lösen​

Viele Unternehmen würden sich wünschen, in der Zeit zurückreisen zu können, um früh von gestern's bahnbrechenden Technologien zu profitieren, wie dem Internet. Die Chance, der Konkurrenz voraus zu sein, bietet sich nun wieder mit Quantencomputing. Die Technologie reift heran, und jetzt ist der richtige Zeitpunkt, um Quantenkompetenzen aufzubauen und das immense Potenzial des Quantencomputings zur Bewältigung rechenintensiver Probleme zu verstehen.

In der Ära des Quantencomputings wird die Systemleistung entscheidend sein, um das volle Quantenpotenzial und die Skalierung zu erreichen – wenn wir in bestimmten Anwendungsfällen einen signifikanten Leistungsvorteil gegenüber klassischen Computern definitiv nachweisen können. Konkret bedeutet das: wenn eine Quantenberechnung entweder hunderte oder tausende Male schneller ist, nur einen Bruchteil des Speichers benötigt oder etwas scheinbar Unmögliches möglich macht. Unsere Arbeit mit UC Berkeley demonstriert die Stärke der aktuell verfügbaren IBM Quantum®-Prozessoren, um bedeutsame Berechnungen und realistische Anwendungen vor der Ära der Fehlertoleranz zu erkunden.

Quantencomputer könnten bald wertvolle Probleme lösen, die klassische Supercomputer seit langem herausfordern. Regierungen und Branchenführer weltweit erkunden bereits potenzielle Anwendungsfälle im Gesundheitswesen, der Materialwissenschaft, dem maschinellen Lernen und mehr. Organisationen, die jetzt einsteigen und Quantum-ready werden, werden einen deutlichen Vorteil haben, wenn sich diese Technologien weiterentwickeln.

Quantum-Readiness​

Quantum-Readiness ist ein sich kontinuierlich entwickelndes Maß für die organisatorische Kompetenz in Quantencomputing-Strategie, -Technologie und -Betrieb. Sie beschreibt die zunehmenden Fähigkeiten eines Unternehmens, Quantentechnologie zu nutzen, um Branchen zu verändern, Wettbewerbsvorteile zu schaffen und auf Bedrohungen durch quantenaffine Wettbewerber zu reagieren.

Klicke auf die Dreiecke unten, um die Fähigkeiten Quantum-ready-Organisationen zu sehen.

Strategie
  • – Fähigkeit, Quantenmarktinformationen in umsetzbare Erkenntnisse über Chancen und Bedrohungen umzuwandeln.
  • – Kompetenz, Geschäftswert aus quantenausgelösten Strategien, Fähigkeiten und Innovationsinitiativen zu schöpfen.
  • – Expertise, geistiges Eigentum (IP) für Quantentechnologien zu sichern und zu schützen.
  • – Einfluss auf Regulierungen und Standards im Zusammenhang mit dem beabsichtigten Einsatz von Quantencomputing.
Technologie
  • – DevSecOps-Framework zum Erstellen, Testen, Bereitstellen und Aktualisieren von Quantenanwendungen.
  • – Reife von KI und anderen fortgeschrittenen Berechnungsmodellen zur Unterstützung quantenadressierbarer Workflows.
  • – Hybrid-Cloud-Architektur, die die Orchestrierung und Interoperabilität von Quanten-klassischen Workloads ermöglicht.
Betrieb
  • – Governance und Aufsicht zur Sicherstellung der erfolgreichen Umsetzung der Quantum-Roadmap.
  • – Talent-Strategie und -Kultur zum Aufbau eines leistungsstarken Teams mit Quantenkompetenz.
  • – Innovationsprozess, der quantenbasierte Lösungen schafft, die Geschäftsanforderungen erfüllen.
  • – Agile Praktiken, die zu hoher Geschwindigkeit bei F&E und iterativem Lösungsdesign führen.

Wie in The Quantum Decade beschrieben, ist Quantum-Readiness entscheidend, weil wir Kunden dabei helfen, die zukünftige Rechenleistung des Quantencomputings zu visualisieren und sich darauf vorzubereiten. IBM® arbeitet mit Kunden zusammen, um ihre Kompetenzen aufzubauen und Anwendungsfälle mit hohem Geschäftseinfluss zu erkunden. Wichtige Erkenntnisse können bereits jetzt durch die Ausführung von Anwendungsfällen gewonnen werden, die klein genug sind, um auf aktuellen Quantencomputern zu laufen. Wenn die Technologie weiter verbessert wird, werden unsere Kunden den Umfang dieser Anwendungsfälle erweitern und Quantencomputing für Geschäftsvorteile nutzen.

In den nächsten Abschnitten beschreiben wir drei Wege, wie Organisationen ihre Kapazität aufbauen können, um Branchen zu verändern, Wettbewerbsvorteile zu schaffen und auf Bedrohungen durch quantenaffine Wettbewerber zu reagieren. Organisationen können in die Entwicklung der Quantum-Belegschaft investieren, Quantenanwendungsfälle zur Schaffung von Geschäftswert identifizieren und sich gegen Quantenbedrohungen schützen.

Talentumgestaltung​

Quantencomputing unterscheidet sich grundlegend vom herkömmlichen Computing, bis hin zum Ersatz des Bits, der grundlegenden Informationseinheit. Menschen, die offen für neue Problemlösungsansätze sind, sollten ganz oben auf deiner Liste stehen. Quantum-ready zu werden erfordert eine Weiterqualifizierung in verschiedenen Bereichen (siehe Abbildung unten).

Image Talent transformation for the quantum age

Die Quantenkompetenzen der Menschen in deiner Organisation werden sich durch regelmäßigen Kontakt mit unserem internen Talent über das IBM Quantum Network schnell weiterentwickeln. Mitglieder-Belegschaften erhalten Zugang zu fortgeschrittenen, umfassenden Trainingsprogrammen sowie zu individuellen Live-Vorträgen von IBM Quantum-Experten. Mehr über das IBM Quantum Network erfahren.

Anwendungsfallauswahl​

Der Weg zur Quantum-Adoption erfordert fundierte Entscheidungen darüber, welche Quantencomputing-Anwendungsfälle das größte Potenzial haben, den meisten Geschäftswert zu liefern.

Was macht einen guten Quantenanwendungsfall aus?​

Ein guter Anwendungsfall ist einer, der für das Unternehmen voraussichtlich strategisch wichtig ist und mit verfügbaren Qiskit-Routinen erkundet werden kann – während er gleichzeitig die Flexibilität bietet, mit der Weiterentwicklung der Quantentechnologie zu experimentieren. Eine riskante oder schlechte Wahl für einen Anwendungsfall ist einer, der ein bestimmtes Leistungsniveau erfordert oder auf noch entstehenden akademischen Theorien basiert, um Lösungen für ein geschäftskritisches oder peripheres Geschäftsproblem zu generieren.

Nimm dir einen Moment, um über die Branchenanwendungen des Quantencomputings aus dem vorherigen Modul nachzudenken, und denke an deine eigenen Geschäftsprobleme. Klicke auf die Dreiecke unten, um Faktoren zu enthüllen, die das Potenzial des Quantencomputings zur Lieferung von Geschäftswert beeinflussen. Beachte diese bei der Bewertung deines Geschäfts-Anwendungsfalls.

Gute Entscheidungen
  • – Basieren auf verfügbaren Routinen in der Qiskit-Bibliothek und entsprechendem Training.
  • – Basieren auf einem Problem, das auf eine praktische Größe skaliert werden kann.
  • – Basieren auf einem Problem, bei dem Skalierbarkeit das Ergebnis verbessert.
  • – Streben nach einer Lösung, die disruptiv oder differenzierend wäre.
  • – Könnten mit einem kurzfristigen klassisch-quantenen Hybridansatz erkundet werden.
Riskante Entscheidungen
  • – Experimentieren mit unerprobten Ideen aus Forschungsveröffentlichungen.
  • – Erfordern eine sorgfältige Auswahl von Variablen, um ein nützliches Ergebnis zu erzielen.
  • – Basieren auf einem Problem, von dem nicht erwartet wird, dass es wächst oder komplexer wird.
  • – Basieren auf einem Problem, das einen geschäftskritischen Teil des Unternehmens betrifft.
  • – Erfordern Quantenfehlertoleranz, um ein Ergebnis zu erzielen.
Schlechte Entscheidungen
  • – Erfinden oder neu entwerfen eines Quantenalgorithmus.
  • – Erfordern die Verwendung großer Datenmengen für Eingaben oder Verarbeitung.
  • – Erfordern ein bestimmtes Leistungsniveau, um eine Lösung zu erhalten.
  • – Befassen sich nicht mit einem zentralen Bereich des Unternehmens.
  • – Haben keine klassische Alternative als Ausfallsicherung oder Zwischenlösung.

Verantwortungsvolles Quantencomputing​

Ein Anwendungsfall sollte Geschäftswert liefern und bei seiner Konzeption und Ausführung verantwortungsvoll sein. Bei IBM Quantum sind wir dem Responsible Quantum Computing verpflichtet, was bedeutet, Quantencomputing mit Bewusstsein für seine Macht und potenzielle Auswirkungen zu entwickeln.

IBM Quantum hält fünf Prinzipien für eine verantwortungsvolle Quantenentwicklung aufrecht:

  • Positive gesellschaftliche Wirkung erzielen.
  • Anwendungsfälle mit Weitsicht erkunden.
  • Unsere Produkte genau darstellen.
  • Konsistente und transparente, prinzipientreue Entscheidungen treffen.
  • Eine vielfältige und integrative Quantengemeinschaft aufbauen.

Wir haben Verantwortung in unsere Geschäftspraktiken eingebettet. Unsere Verträge enthalten Klauseln, die IBM Quantum-Kunden dazu verpflichten, unsere Quantencomputer verantwortungsvoll zu nutzen und sie nicht für schädliche oder illegale Zwecke einzusetzen. Wir nennen diese unsere Klauseln zur verantwortungsvollen und zur akzeptablen Nutzung.

Als Mitglieder der Quantencomputing-Gemeinschaft triffst du wichtige Entscheidungen darüber, welche Anwendungsfälle du erkundest. Wir hoffen, dass auch du an der verantwortungsvollen Entwicklung des Quantencomputings teilnehmen wirst.

Quantum-sicher werden​

Eine der Möglichkeiten, wie wir uns gegen die unverantwortliche Entwicklung und den Einsatz von Quantencomputing schützen, ist unser IBM Quantum Safe™-Angebot, das Organisationen dabei hilft, ihre Daten und Systeme vor Quanten-Cyberangriffen zu schützen.

Mit der Reifung der Quantencomputer werden sie Herausforderungen für die klassischen Verschlüsselungsalgorithmen und -protokolle darstellen, auf die die moderne Cybersicherheit angewiesen ist. Obwohl die Risiken wahrscheinlich noch Jahre entfernt sind, könnten Cyberkriminelle „Jetzt ernten, später entschlüsseln"-Strategien anwenden, um Daten heute zu sammeln und sie zu speichern, bis ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer sie entschlüsseln kann. Gleichzeitig könnten Daten, die Kunden heute speichern, für bis zu 30 Jahre oder länger vertraulich bleiben müssen.

IBM ist führend in der Erforschung und Entwicklung quantensicherer Sicherheitslösungen. In Zusammenarbeit mit akademischen und industriellen Partnern haben IBM-Forscher drei der vier quantenresistenten Verschlüsselungsmethoden entwickelt, die das National Institute of Standards and Technology (NIST) des US-Handelsministeriums ausgewählt hat, um sie als Teil seines Post-Quanten-Kryptografiestandards zu verwenden, den sie bis 2024 umsetzen wollen. IBM-Forscher haben auch drei neue digitale Signaturverfahren als Kandidaten zur Standardisierung eingereicht. Wir sind so zuversichtlich in diese quantensicheren kryptografischen Lösungen, dass wir sie bereits in unserer Infrastruktur implementiert haben, beispielsweise in z16, dem weltweit ersten quantensicheren Mainframe, und IBM Cloud®. Mit IBM Quantum Safe-Technologie und -Diensten nutzen wir dieses Fachwissen, um Kunden beim Übergang zur quantensicheren Kryptografie zu helfen.

Erfahre mehr darüber, wie wir Organisationen auf ihrem Weg zur Quantensicherheit unterstützen, auf der IBM Quantum Safe-Website.

Das IBM Quantum Network​

IBM unterstützt seine Kunden dabei, Quantum-ready zu werden, über das IBM Quantum Network.

Das IBM Quantum Network ist ein weltweites Kollektiv, das die Zukunft des Quantencomputings gestaltet. Die 250+ Partner im Netzwerk umfassen Fortune-500-Unternehmen, Universitäten, Laboratorien und Startups, die alle dabei helfen, eine Quantenwirtschaft aufzubauen.

Die Mission des IBM Quantum Network ist:

  • Forschung beschleunigen – Zusammenarbeit mit führenden akademischen und Forschungsorganisationen zur Weiterentwicklung der Quantencomputingtechnologie.
  • Ausbilden und vorbereiten – Erweiterung und Training des Ökosystems von Nutzern, Entwicklern und Anwendungsspezialisten, die für die Einführung und Skalierung des Quantencomputings unerlässlich sein werden.
  • Kommerzielle Anwendungen entwickeln und einführen – Einbindung von Branchenführern zur Kombination von IBM Quantencomputing-Expertise mit branchenspezifischem Fachwissen, um die Entwicklung der ersten kommerziellen Anwendungsfälle zu beschleunigen.

Lass uns erkunden, wie IBM Quantum dir helfen kann, dich vorzubereiten und die Führung in dieser neuen Ära zu übernehmen – mit unseren Produkten und Diensten sowie durch das Engagement mit dem IBM Quantum Network. Du wirst auch erfahren, wie du über IBM Quantum-Entwicklungen auf dem Laufenden bleiben kannst.

IBM Quantum ist die weltweit fortschrittlichste Quantencomputing-Initiative, die sich auf die Förderung der Wissenschaft und die Erschließung von Geschäftsanwendungen für den Quantennutzen konzentriert. IBM unterscheidet sich durch die stabilste und leistungsfähigste Hardware, die umfassendste Suite von Programmen und Diensten, die größte Flotte von Quantencomputern und das umfangreichste Netzwerk von Partnern. IBM hat 20+ Quantencomputer in der Cloud bereitgestellt. Diese Quantencomputer wurden für 3 Billionen+ Ausführungen (und zählend) genutzt, was zu 2800+ Forschungsarbeiten aus unserer 600.000+ Nutzerbasis geführt hat.

Partner im IBM Quantum Network umfassen die gesamte Bandbreite innovativer Institutionen, darunter Startups, globale Systemintegratoren und Unternehmensberatungen sowie große Unternehmen. Eine weitere wichtige Partnerkategorie sind die Quantum Innovation Centers; diese dienen als Elitezentren der Expertise im wachsenden und sich ständig verändernden Quantenökosystem. Einige der Quantum Innovation Centers haben Quantencomputer vor Ort. Viele agieren als Drittanbieter und Branchenführer, die eine Quantengemeinschaft aufbauen, indem sie direkt mit IBM kooperieren und als zentraler Ansprechpartner für andere Organisationen dienen.

Premium-Plan-Kunden erhalten als Teil ihres Pakets eine Mitgliedschaft im IBM Quantum Network. Diese Mitgliedschaft ermöglicht den Zugang zu exklusiven Meetings und ausgewählten Kanälen, in denen die neuesten Kenntnisse und Ideen im Quantencomputing geteilt werden. Mitglieder des IBM Quantum Network kooperieren intensiv und profitieren von engen Arbeitsbeziehungen mit unseren internen Experten.

Entwickle deine Quantum-Belegschaft​

Die Quantenkompetenzen der Menschen in deiner Organisation werden sich durch regelmäßigen Kontakt mit unserem internen Talent über das IBM Quantum Network schnell weiterentwickeln. Mitglieder-Belegschaften erhalten Zugang zu fortgeschrittenen, umfassenden Trainingsprogrammen sowie zu individuellen Live-Vorträgen von IBM Quantum-Experten.

Tritt dem inneren Kreis des Quantencomputings bei​

Bring deine eigene Arbeit in Zusammenarbeit mit Gleichgesinnten und IBM Quantum-Experten voran. Hier sind einige Networking-Events, die du im Blick behalten solltest:

  • Die IBM Quantum Developer Conference: Eine jährliche Veranstaltung, die Entwickler aus aller Welt zusammenbringt, um einen Vorgeschmack auf bevorstehende Updates der IBM Quantum-Roadmap zu erhalten und hands-on Demos der neuesten IBM Quantum-Softwaretools zu erleben.
  • Das IBM Quantum Partner Forum: Eine konferenzähnliche Zusammenkunft von Führungskräften aus dem gesamten IBM Quantum Network. Partner im IBM Quantum Network können auf die Aufzeichnungen der Veranstaltung zugreifen.

Setze diese Seiten als Lesezeichen, um Zugang zu diesen branchenführenden IBM Quantum-Ressourcen zu haben:

  • IBM Quantum Computing: Melde dich mit deiner IBM-ID an und navigiere mit dem App-Umschalter in der oberen rechten Ecke, um die Suite von Anwendungen für deine Quantenbedürfnisse zu erkunden:
  • IBM Research Blog: Bleib auf dem Laufenden mit den neuesten Neuigkeiten, Forschungen und Veranstaltungen von IBM Research
  • Qiskit YouTube Channel: Spannende Vorlesungen, Tipps und Tricks, Tutorials, Community-Updates und Zugang zu exklusiven Qiskit-Inhalten. Hier abonnieren für wöchentliche Qiskit-Videos

Tritt unseren Communitys bei:

  • Qiskit Slack: Stelle eine Anfrage, dem Qiskit-Slack-Workspace beizutreten, und vernetze dich mit einer Community aus Quantencomputing-Fachleuten und Enthusiasten
  • Qiskit Stack Exchange: Eine Q&A-Plattform für Ingenieure, Wissenschaftler, Programmierer und Computingfachleute, die sich für Quantencomputing mit Qiskit interessieren
  • IBM Quantum Stack Exchange: Q&A-Bereich auf Stack Exchange zum IBM Quantum Service – Circuit Composer
  • IBM Quantum Events: Bleib informiert und nimm an bevorstehenden Quantum-Events teil
  • IBM Quantum Newsletter: Trage dich ein, um über Quantum-Events auf dem Laufenden zu bleiben – nur für das IBM Quantum Network verfügbar.

Umfrage nach dem Kurs​

Bitte nimm dir einen Moment, um unsere Website mit einer kurzen Umfrage zu verbessern. Wir werden das Feedback nutzen, um die Nutzererfahrung zu verbessern und klarere Erklärungen im gesamten Kurs zu geben.

Wichtige Erkenntnisse​

Diese Erkenntnisse solltest du im Hinterkopf behalten:

  • Die Quantentechnologie reift täglich, und sie befindet sich jetzt an einem frühen Kommerzialisierungspunkt. Das Quantum hat das Potenzial, die Welten des Geschäfts, der Wissenschaft, der Bildung und der Regierung auf grundlegend neue Weise neu zu erfinden. Es gibt Schritte, die du unternehmen kannst, um dich auf die zukünftige Quantum-Adoption vorzubereiten.
  • IBM Quantum Safe hilft Organisationen dabei, ihre Daten, Systeme und Anwendungen mit modernisierter Kryptografie zu sichern, die quantenresistente Algorithmen und Protokolle enthält.
  • Responsible Quantum Computing bedeutet, Quantencomputing mit Bewusstsein für seine Macht und potenzielle Auswirkungen zu entwickeln.
  • Das IBM Quantum Network ist eine Zusammenarbeit von Fortune-500-Unternehmen, akademischen Institutionen, nationalen Labors und Startups, die gemeinsam daran arbeiten, das Quantencomputing voranzutreiben und kommerzielle Anwendungen zu entwickeln und einzuführen.