Quantentechnologien: Mit Standards in die Zukunft
Die Quantentechnologien gelten als Paradigmenwechsel in den Informationstechnologien. Quantencomputer etwa werden in der Lage sein, komplexe Probleme deutlich schneller zu lösen als herkömmliche Computer. Sie werden enorme Steigerungen in der Rechenleistung möglich machen sowie Algorithmen anwenden können, die bisher nur am Papier existiert haben. Quanten-Anwendungen können beispielsweise riesige Datensätze sortieren, Wechselwirkungen simulieren, Fertigungsprozesse optimieren, logistische Herausforderungen lösen, diagnostische Medizin verbessern und Messinstrumente noch viel präziser machen. Die möglichen Einsatzgebiete sind vielfältig und stellen uns vor neue Herausforderungen. Der Normung kommt daher eine besonders große Bedeutung zu.
Doch wie bei allen neuen Technologien sind auch mit den Quantentechnologien nicht nur Chancen, sondern auch Risiken verbunden – aktuell im Bereich Cybersecurity. Es braucht sichere Verschlüsselungsmethoden (Quantenkryptografie, z.B. Quantum Key Distribution – QKD), um vernetzte Systeme in Zukunft vor Cyberangriffen zu schützen.
Normungsarbeit bereits angelaufen
Basis für das Vertrauen in neue Technologien sind einheitliche Normen und Standards. Normen bilden den anerkannten Stand der Technik ab, sorgen für eine gemeinsame Sprache durch einheitliche Begriffsdefinitionen und legen eine international abgestimmte Vorgehensweise fest. Sie stehen für Funktionalität, Sicherheit und Verlässlichkeit. Ziel ist es, auf diese Weise den Innovationsprozess zu erleichtern und den Weg für die Entwicklung neuer Produkte, Verfahren und Dienstleistungen zu bereiten.
Quantencomputer werden die klassischen Computer nicht so schnell ersetzen, sondern vorerst in Koexistenz arbeiten. Normen werden dabei helfen, den Markt und den Wettbewerb fair zu gestalten und damit eine reibungslose Integration zu gewährleisten.
In Österreich wurde im Februar 2024 die Gründung des ASI/OVE TK Quantentechnologien beschlossen. Das Technische Komitee spiegelt die internationalen Komitees ISO/IEC JTC 3 und CEN/CLC JTC 22 und setzt sich auf nationaler Ebene mit dem Thema Quantentechnologien auseinander.
Wenn Sie sich für eine Mitarbeit im ASI/OVE TK Quantentechnologien interessieren, wenden Sie sich gerne an uns.
Auf internationaler Ebene befasst sich das neugegründete Joint Technical Committee ISO/IEC JTC 3, Quantum technologies mit der Erarbeitung von weltweit gültigen Standards und löst damit die bisherige Standardization Evaluation Group 14 (SEG 14) ab. Deren Ziel war es, den grundlegenden Bedarf an Standardisierung zu untersuchen.
Auch andere internationale Größen wie ITU (International Telecommunication Union), GSMA (Industrievereinigung der GSM-Mobilfunkanbieter) und IEEE (weltweiter Berufsverband von Ingenieuren, Technikern und Wissenschaftlern) haben das Thema Quantentechnologien bereits aufgegriffen.
Auf europäischer Ebene beschäftigt sich das Joint Technical Committee JTC 22 (CEN/CLC/JTC 22 - Quantum Technologies) mit Standardisierung in folgenden Bereichen:
- Quantum Metrology, Sensing and Enhanced Imaging, and Quantum Enabling Technologies
- Quantum Computing and Simulation
- Quantum Communication and Quantum Cryptography
Beim Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) stehen besonders die Aspekte der Cybersecurity und Quantenkyrptografie im Fokus.
Wie funktionieren Quantencomputer?
Herkömmliche Computer speichern Daten mit Hilfe von Bits. Diese haben zwei Zustände – entweder 1 oder 0. Beim Quantencomputing werden Binärbits durch Qubits ersetzt, die mehrere Zustände gleichzeitig einnehmen können.
Diese Fähigkeit, in mehreren Zuständen gleichzeitig zu existieren, wird Superposition genannt und ermöglicht es Qubit-basierten Computern, mehr Berechnungen gleichzeitig und auch sehr viel schneller durchzuführen.
Kurz: Quantencomputer werden komplexe Probleme lösen können, die heutige Computer nicht schaffen. In naher Zukunft können wir also mit einer Revolution in der Informationstechnologie rechnen, deren Möglichkeiten aus heutiger Sicht noch vollkommen offen sind.
Österreich in der Quantenforschung vorne mit dabei
Mit Erwin Schrödinger (Physik-Nobelpreis 1933) und Wolfgang Pauli (Physik-Nobelpreis 1945) ist Österreich seit langem eine wichtige Größe in der Quantenforschung. 2022 rückte Anton Zeilinger mit seinem Physik-Nobelpreis die österreichische Quantenforschung wieder ins Scheinwerferlicht. Im weltweiten Rennen um den wissenschaftlichen und technologischen Vorsprung mischen Forschende aus Österreich ganz vorne mit.
Auch die Politik hat das Potenzial der Quantentechnologien längst erkannt: Üppige Fördersummen sollen den Technologien zum Durchbruch verhelfen. Das Forschungsprogramm „Quantum Flagship“ der EU etwa sieht eine Milliarde Euro Förderung bis 2028 vor. Die österreichische Bundesregierung stellt im Rahmen ihrer Förderinitiative "Quantum Austria" mehr als 100 Millionen Euro für Projekte aus der Quantenforschung bereit.
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