3 Gründe, weshalb sich CAD-Designer jetzt unbedingt für Quantencomputing interessieren sollten!

Ehningen gilt nicht unbedingt als Nabel der Welt. Die Gemeinde im Landkreis Böblingen hat knapp 10.000 Einwohner, zwei Wasserläufe namens Würm und Krebsbach und eine Großbäckerei. Doch das ist nur die halbe Wahrheit – denn in Ehningen befindet sich auch die Deutschland-Zentrale von IBM. Und hier steht seit Juni der erste kommerziell nutzbare Quantencomputer in Deutschland.

In den letzten Wochen wurde bereits viel über das IBM Quantum System One berichtet und was sich die deutsche Industrie davon erhofft. Man las von „bahnbrechenden Möglichkeiten im Bereich der Berechnung von Molekülstrukturen“ oder „Quantum Machine Learning für die Zukunft des automatisierten Fahrens“, von präziseren Wettervorhersagen oder dem Ende unserer geliebten Verkehrsstaus. Doch wie steht es um den Bereich des CAD-Designs? Ergeben sich durch Qubits und Quantenalgorithmen auch hier neue Möglichkeiten? To make a long intro short: Ja, wir glauben daran. Deshalb liefern wir Ihnen 3 Gründe, weshalb Sie sich spätestens ab jetzt unbedingt für Quantencomputing interessieren sollten:

Grund 1: Bye-bye, Prototyping

Mit der Rechenleistung eines Quantencomputers lassen sich molekulare Zustände, Strukturen oder Wechselwirkungen simulieren, an denen selbst binäre Supercomputer verzweifeln würden. Wie verhält sich Material a unter Bedingung b zum Zeitpunkt c? Solche Aufgaben löst man aktuell überwiegend mit aufwändigen Prototypen, zum Beispiel in der Entwicklung leistungsfähigerer Batterien für die Elektromobilität. Und auch im CAD-Bereich ist Prototyping eine gängige Methode. Durch die Möglichkeiten der virtuellen Simulation wird sich eine neue Welt öffnen, von der auch die Materialwissenschaft oder das Materialdesign profitiert – und somit auch der Maschinen- und Anlagenbau.

Grund 2: 3D-Druck, so cool wie möglich

Wir bleiben beim Thema Prototyping, denn diese produziert man zum Beispiel mit dem 3D-Drucker. Allgemeines Problem dabei: Die gedruckten Teile kommen mit hohen Temperaturen aus dem Drucker und verformen sich beim Abkühlen – und schon wenige Millimeter Abweichung vom konfigurierten Maß können das gedruckte Teil unbrauchbar machen. Hier kommen nun die Vorteile des Quantencomputers ins Spiel: Die bereits in Grund 1 beschriebene Simulationspower zerlegt das Bauteil vor dem Druckprozess in sehr viele kleine Partikel und berechnet jede einzelne Verformung. So bleibt nichts dem Zufall überlassen.

Grund 3: Wir nutzen die Gesetze der Quantenphysik bereits

Zugegeben: Die Physik hat lange gebraucht, um die teilweise wirklich schrägen Gesetze der Quantenwelt zu entschlüsseln – und sich dann auch noch mit ihnen anzufreunden. Doch war man erst mal perdu, fand die Anwendung der Quantenphysik schnell ihren Weg in die verschiedensten Bereiche. Ob Solarzelle, GPS-Gerät, MRT-Aufnahme, Glasfasernetz oder der gute alte Laserpointer: Sie alle basieren auf den Prinzipien der Quanten. Der Gedanke an einen Quantencomputer ist dabei auch nicht neu, sondern hat seinen Ursprung in den 1980er Jahren. Ob nun alles ganz schnell geht? Man kann es nur vermuten. Daher bleibt es spannend – und sie sollten dranbleiben!