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Quantencomputing für Unternehmen bedeutet, Optimierungsprobleme dahingehend einzuordnen, ob und wann Quantenhardware gegenüber klassischen Rechenverfahren einen Vorteil bietet – nicht, den gesamten Rechenweg bereits heute auf Quantentechnologie umzustellen.
OptWare hat eigene Pipelines bis zur Quantenhardware aufgebaut und in Testprojekten erprobt: Jede Anwendung im OptWare Hub – ob Sequenzierung, Scheduling, Belegungsplanung oder Materialflussplanung – lässt sich grundsätzlich so anbinden, dass sich geeignete Teilprobleme künftig auf Quantenhardware auslagern lassen, sobald sich das lohnt.
OptWare beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit der Frage, wie sich reale industrielle Optimierungsprobleme quantenfähig formulieren lassen, und hat dazu Experimente auf echter Quantenhardware durchgeführt – integriert in die eigenen Optimierungspipelines, nicht nur als Forschungsprojekt losgelöst vom Betrieb. Quantencomputing ist bei OptWare deshalb kein separates Produkt, das Unternehmen zusätzlich einführen müssen, sondern eine zusätzliche Rechenoption innerhalb der bestehenden Pipeline: Sie wird langfristig mitentscheiden, welcher Lösungsweg für ein konkretes Teilproblem infrage kommt, sobald sich das für den produktiven Einsatz lohnt.
Quantenhardware verfügt heute über eine begrenzte Zahl nutzbarer Qubits – das begrenzt aktuell die Größe der Probleme, die sich direkt darauf abbilden und zuverlässig auslesen lassen. Die Roadmaps der Hardware-Hersteller zeigen jedoch: Die Skalierung ist vor allem eine Ingenieursfrage, keine offene physikalische – die Zahl nutzbarer Qubits wird wachsen.
Für Unternehmen liegt die eigentliche Aufgabe darin, diese Entwicklung richtig einzuordnen und rechtzeitig in die eigene Optimierungsstrategie zu übersetzen. Für den breiten produktiven Einsatz reicht die heutige Hardware bei den meisten Optimierungsproblemen noch nicht aus – der Wert liegt aktuell im Aufbau von Erfahrung auf realer Hardware, nicht nur in Datenblättern.
Welches Ihrer Optimierungsprobleme heute schon quantenfähig formuliert werden kann, zeigt sich am konkreten Fall.
Erstberatung buchenIndustrielle Optimierungsprobleme sind in der Regel stark gekoppelt – fast jede Variable hängt mit vielen anderen zusammen. Für Quantenhardware zählt deshalb die Topologie, also wie die Qubits miteinander verbunden sind, mehr als ihre reine Anzahl. Ebenso entscheidend ist der Umgang mit Rauschen: In eigenen Experimenten hat bereits ein kleiner Postprocessing-Schritt die Ergebnisse um ein Vielfaches verbessert – den nächsten großen Sprung bringen fehlertolerante Quantencomputer.
Daraus ergibt sich eine feste Reihenfolge, nach der OptWare Quantenhardware für ein Optimierungsproblem bewertet:
Unterschiedliche Quantenhardware, Algorithmen und Lösungswege ergeben eine große Zahl an Kombinationen, die sich sinnvoll auswählen lassen müssen. Diese Auswahl ist selbst ein Optimierungsproblem, bei dem OptWare unterstützt, statt Unternehmen die Kombinationen manuell durchprobieren zu lassen. Langfristiges Ziel ist, dass die Pipeline im OptWare Hub selbst einordnet, ob klassische oder quantenbasierte Verfahren das jeweilige Teilproblem lösen – die Technologieentscheidung soll im System liegen, nicht beim Anwender.
Neben Quantenhardware selbst erforscht OptWare im eigenen Research-Lab einen verwandten Ansatz: Tensornetzwerke. Das sind mathematische Werkzeuge aus der Quantenphysik, die auf klassischer Hardware laufen und die Struktur sehr großer Lösungsräume kompakt darstellen können – ohne dass dafür Quantenhardware nötig ist. Mit Quantencomputing im engeren Sinne hat dieser Ansatz also nur die mathematische Herkunft gemeinsam, nicht die Ausführung.
Einen Proof of Concept dazu hat der hauseigene Forschungs-Solver an einem konkreten Optimierungsproblem gerechnet: der Standortplanung für Ladesäulen, bei der möglichst viel Nachfrage abgedeckt werden soll. Mit jeder eingearbeiteten Planungsregel verschieben sich die Auswahl-Tendenzen im Lauf, bis nach der letzten Regel und der abschließenden Ablesung eine zulässige Lösung feststeht – bei diesem Testfall durch einen exakten Referenz-Solver als Optimum bestätigt.
Sobald sich Lagerbelegung oder Fabriklayout ändern, muss die Planung neu gerechnet werden. Quantenbasierte Verfahren könnten hier besonders für komplexe Teilaufgaben interessant werden, bei denen viele Entscheidungen voneinander abhängen und gemeinsam betrachtet werden müssen.
Schichtpläne und Ressourcenzuteilung müssen zahlreiche Nebenbedingungen gleichzeitig einhalten. Auch hier prüft OptWare, ob ein Teilproblem von Quantenhardware profitieren kann.
Welche Aufträge wann produziert oder in welcher Reihenfolge Waren kommissioniert werden, hat großen Einfluss auf Zeit und Auslastung. OptWare untersucht, wie quantenbasierte Verfahren solche komplexen Planungsaufgaben künftig unterstützen können, und entwickelt diesen Ansatz im Zusammenspiel mit Modulen wie Smart Sequence Planning weiter.
Workflows, die präzise gesteuert werden müssen und sich laufend an neue Rahmenbedingungen anpassen, sind ein weiteres Einsatzfeld für die Hardware- und Algorithmenwahl im OptWare Hub.
Ihr Einstieg in Quantencomputing für Unternehmen
Ob ein konkretes Optimierungsproblem heute schon von Quantencomputing profitiert oder zunächst klassisch am besten aufgehoben ist, hängt vom Einzelfall ab. Sprechen Sie mit OptWare – gemeinsam wird eingeordnet, wo der größte Hebel liegt.