Quantencomputing: ein Paradigmenwechsel für KI-Investoren
Das Quantencomputing stellt einen transformativen Sprung in der Rechenleistung dar, der Branchen revolutionieren und Anlegern völlig neue Investitionsmöglichkeiten eröffnen könnte. Gerade im Zusammenhang mit Künstlicher Intelligenz (KI) ist das Quantencomputing aufgrund seines praktisch unbegrenzt skalierbaren Rechenpotenzials ein Game-Changer. Zuletzt gelang den Experten von Google ein Durchbruch mit ihrem neuen Quanten-Chip, der den Weg in das Zeitalter des Quantencomputings ebnen könnte. Vontobel hat bereits im Jahr 2020 mit dem Vontobel Quantum Computing Index als einer der ersten Anbieter das Thema für breite Anlegerschichten investierbar gemacht.
Generative KI bringt klassische Computer an ihre Grenzen
Bisherige Computer, auch die Superrechner von Nvidia, arbeiten auf Basis der Zustände «0» oder «1» bzw. «wahr» oder «falsch». Bahnbrechend für die heutigen Mikroprozessoren waren die Arbeiten des Intel-Gründers Gordon Moore, der Mitte der 1965er Jahre in einem Beitrag für ein Fachmagazin das Postulat ausgab, dass sich die Rechenleistung jeweils innerhalb von 18 Monaten verdoppeln wird. Die von Moore postulierte Zeitkonstante gilt bis heute und ging als «Moorsches Gesetz» in die IT-Geschichte ein. Doch inzwischen stoßen Chip-Entwickler an physikalische Grenzen. Mit ChatGPT und dem explosionsartigen Wachstum der generativen KI wächst der Rechenbedarf weit schneller als die Entwicklungen der Chip-Industrie. Nvidia verfolgt den Ansatz von Hochleistungscomputern, bei denen insgesamt sieben Chips im Verbund arbeiten. Doch wie geht die Reise weiter? Klar ist, der Hunger nach neuen KI-Rechenleistungen für die nächste Stufe von Sprachmodellen, das autonome Fahren, humanoide Roboter, komplizierte Berechnungen und Simulationen in der Finanz-Industrie, bei der Erforschung neuer Medikamente oder bei der Klimawende, bleibt ungebrochen.
Quantencomputing – die revolutionäre Computertechnologie
Bisher war die Entwicklung der Computertechnik gekennzeichnet davon, dass die Rechenleistung immer den Ideen und Anwendungen hinterherhinkte. Der Traum von «unbegrenzter» Verarbeitungsgeschwindigkeit treibt die Entwicklung der Chip-Industrie an. Das Quantencomputing könnte die Lösung für die bisherigen Restriktionen sein und ein völlig neues Kapitel der Informationsgesellschaft aufschlagen.
Statt mit «0» oder «1» zu rechnen, werden Quantencomputer von sogenannten «Qbits» gesteuert. Das revolutionäre an Qbits ist, dass sie gleichzeitig eine Vielzahl von Zuständen annehmen können. In der Konsequenz bedeutet dies, dass riesige Mengen an Rechenoperationen parallel statt nacheinander ablaufen können. Doch bisher stellt es eine große Herausforderung dar, dass diese Qbits geordnet zusammenarbeiten und ihre Zustände kontrolliert aufrechterhalten werden können. In der Sprache der Quanten-Wissenschaftler wird von Fehlerraten gesprochen. Das Problem: Je mehr Qbits zusammenarbeiten, umso mehr Fehler entstehen. Entsprechend liegt der Fokus der Wissenschaft darauf, diese Fehlerraten zu reduzieren und in den Griff zu bekommen.
Im Dezember 2024 ließen die Quanten-Experten von Google aufhorchen: Ihr neuer Quantenchip Willow führte eine spezielle mathematische Berechnung in weniger als fünf Minuten aus, für die einer der schnellsten Supercomputer von heute zehn Septillionen Jahre (10 Hoch 25 Jahre) benötigen würde. Doch das wirklich Revolutionäre daran ist, dass der neue Google-Chip zeigen konnte, dass bei steigender Anzahl an Qbits und Rechenleistung die Fehlerrate exponentiell reduziert werden kann. Damit wird eine zentrale Herausforderung der Quantenfehlerkorrektur gelöst, mit der sich Wissenschaftler seit rund 30 Jahren beschäftigen. Den Google-Wissenschaftlern ist es gelungen die Fehlerkorrektor in Echtzeit in einem supraleitenden Quantensystem herzustellen. Entscheidend für jede sinnvolle Berechnung ist es, dass man die Fehler schnell genug korrigieren kann, damit die Berechnung an sich korrekt erfolgt.
Darüber hinaus gab es Ende 2024 weitere spannende Meldungen, die die Branche und die Finanzwelt aufhorchen ließen: Nvidia arbeitet mit Google Quantum KI zusammen, mit dem Ziel, Quantencomputer der nächsten Generation zu entwickeln. Amazon bietet mit seiner Cloud-Sparte nun einen umfassenden Beratungs- und Plattformservice für Industriekunden an, Kunden in die Lage zu versetzen, ausgehend von ihren geschäftskritischsten und rechenintensivsten Anwendungsfällen ein Verständnis für den Einsatz relevanter Quantentechnologien zu ermitteln.
Strategische Anwendungsfelder für das Quantencomputing
Die Anwendungen des Quantencomputings im Bereich der Künstlichen Intelligenz erstrecken sich über verschiedene Branchen, die alle ein erhebliches Investitionspotenzial aufweisen:
- Gesundheitswesen: Quanten-KI kann die Arzneimittelentdeckung beschleunigen, Behandlungspläne optimieren und die Diagnostik durch fortschrittliche Bildverarbeitung verbessern.
- Finanzwesen: Verbesserte prädiktive Analytik, Risikobewertung und Betrugserkennung sind einige der wichtigsten Vorteile.
- Verkehrswesen: Autonome Fahrzeugnavigation und Verkehrsoptimierung können von quantengestützten KI-Modellen profitieren.
- Energie: Quantenalgorithmen können Energienetze optimieren und Prognosen für erneuerbare Energien verbessern.
- Cybersicherheit: Quantenresistente Verschlüsselung und fortschrittliche Bedrohungserkennung bieten entscheidende Fortschritte bei der Sicherung von KI-Systemen.
Investieren in den Quantencomputing-Markt
Wie können Anleger nun von den rasanten Entwicklungen des Quantum Computing profitieren? Der Markt ist gekennzeichnet durch drei Aktiensegmente: «Pure Player», also reine Quantum Computing Unternehmen. In den letzten Jahren gab es hier von aktuell marktführenden Unternehmen Börsengänge, meist über einen sogen. SPAC-Mantel wie IonQ, DWave oder Rigetti. Eine zweite Gruppe bilden Tech-Konzerne, wie Alphabet, Microsoft oder IBM, die auch im KI-Umfeld tätig sind. Ein drittes Segment stellen Unternehmen aus den oben beschriebenen Anwendungsfeldern dar. Zu nennen sind hier aktuell der Asset Manager BlackRock, der Flugzeugbauer Airbus, der Elektronikriese LG Electronics sowie die Healthcare Konzerne Johnson & Johnson und Roche. Seit 2020 existiert mit dem Tracker-Zertifikat auf den Vontobel Quantum Computing Index ein Zertifikat, über das Anleger entlang dieser skizzierten Wertschöpfungsketten in marktführende Unternehmen des Quantencomputings investieren können. Der Index wurde im Sommer 2020 lanciert und erzielte bisher eine Performance von knapp 90 Prozent (Stand 20.12.2024).
Analysten der Boston Consulting Group zeigten sich zuletzt zuversichtlich, dass Quantencomputing bis 2040 einen wirtschaftlichen Wert von 450 bis 850 Milliarden US-Dollar schaffen wird und damit einen Markt von 90 bis 170 Milliarden Dollar für Hardware- und Softwareanbieter kreieren wird.