Digital Annealer: Quantencomputing mit klaren Kommandos

Wie, wann und wo setze ich meine Ressourcen optimal ein? Welche Route führt am effizientesten durch ein Einsatzgebiet? Solche und weitere Fragen löst der Digital Annealer, Fujitsus Spezialist für kombinatorische Optimierungsprobleme. Mit dieser Brückentechnologie gehen wir den ersten Schritt auf dem Weg zum angewandtem Quantencomputing. Unsere Quanteninspirierten Optimierungs-Services (QIOS) unterstützen öffentliche Auftraggeber weltweit. Fragen Sie uns.

Kachel Digital Annealer

Digital Annealer

Wie stark Verteidigung auf Code basiert

Ob es um Drohnen geht oder den Kampf im Cyberspace – Verteidigung erweitert sich um Komponenten aus der IT. Technologische Partner unterstützen den Defence-Sektor mit Wissen, Beratung und Hardware. Ein Beispiel dafür sind Quanteninspirierte Optimierungsservices (QIOS).

Ein Blog von Volker Lippmann/Sebastian Walk

Das Pentagon bestellt mehr als 120.000 Exemplare der HoloLens-Datenbrille. Diese Nachricht rauschte zwar am ersten April durch den Blätterwald, garniert mit futuristisch anmutenden Fotos eines aufgerüsteten Soldaten. Ein Witz ist sie aber nicht. Vielmehr zeigt sie, wie ernst wir die Rolle der IT im Defence-Sektor der Zukunft nehmen müssen. In einem Positionspapier zur Bundeswehr schreibt Verteidigungs-Ministerin Kramp-Karrenbauer: „Am Beginn eines Jahrzehnts, das uns immer rasanteren Wandel von Wirtschaft, Umwelt und Technologie bringen wird, ist es unsere dringende Aufgabe, auch die Veränderungen der Sicherheitslage unseres Landes genau in den Blick zu nehmen.“ Die jetzt vom Pentagon bestellten Datenbrillen sind ein spektakuläres äußeres Zeichen dieses Wandels, ebenso die futuristisch anmutenden Bilder bewaffneter Drohnen oder Roboter. Doch der größere Teil der technologischen Aufrüstung läuft weniger sichtbar und weit unspektakulärer ab. Denn die beste Verteidigung ist Wissen. Die Grundlage dafür sind Daten.

ABM Blog - Annealer - HoloLens-Datenbrille

Tarnkappen-Technik in den Alltag geholt

Hier kommen Fujitsus Quanteninspirierte Optimierungsservices (QIOS) ins Spiel. Fujitsu-intern sprechen wir vom Digital Annealer, einem Chip, der kombinatorische Optimierungsfragen löst. Dabei betrachten wir QIOS nicht als eine Art Superwaffe auf dem Schlachtfeld der Zukunft. Es geht um sehr viel mehr.

Das zeigt sich zum Beispiel bei der Optimierung des Waffeneinsatzes. Neben ballistische Raketen ist eine neue massive Bedrohung getreten: Hyperschallwaffen. Aufgrund ihrer extrem hohen Geschwindigkeiten von Mach 8 und deutlich mehr verkürzen sie erstens die Reaktionszeiten gegenüber konventionellen Raketen enorm. Zweitens erschweren sie, weil lange steuerbar, die Vorhersage des Einschlagpunktes. Auf Waffen dieser Art sind die bewährten Luftverteidigungs- und Flugabwehrsysteme nicht speziell ausgerichtet. Das heißt, dass der Entscheider vor Ort verschiedene Abwehrmittel kombinieren muss – binnen kürzester Zeit und ohne ausreichende Entscheidungsgrundlagen. Das führt zu „Feuer aus allen Rohren“. Hinzu kommt: Wir können nicht davon ausgehen, dass lediglich eine Hyperschallwaffe eingesetzt wird. Schon zwei anfliegende Waffen steigern die Möglichkeiten der Bekämpfungsreihenfolge und des Einsatzes der Abwehrmittel exponentiell. Eine Überforderung für herkömmliche Computersysteme.

Eben hier zeigen sich die Vorteile der Quanteninspirierten Optimierungsservices. Sie beantworten Fragen wie: Welche eigenen Mittel kommen zur Abwehr in Frage? Wie setze ich sie in welcher Reihenfolge für welches Ziel ein, um den größtmöglichen Erfolg zu erzielen? Indem QIOS Veränderungen in Echtzeit einbeziehen und die Lage permanent neu berechnen, unterstützen sie den Entscheider effektiv. Damit sparen sie kostbare Abwehr-Ressourcen. Diese Lösung der Optimierung des Waffeneinsatzes lässt sich auf Schiffe, Landoperationen oder Fighter übertragen und verbindet somit erprobte Systeme zu einer digitalen Lösung. Stealth-Fähigkeit, also grob gesagt die Gesamtheit der Techniken, die das Orten von Land-, Luft- und Wasserfahrzeugen erschweren, sind nur eine der Innovationen, an denen Fujitsu arbeitet. Dabei holen wir die „Tarnkappen-Technik“ ins Alltagstaugliche, wie ein ziviler Use Case zeigt: für einen Automobil-Konzern haben wir einen Proof of Concept erstellt, für den wir auf Basis von KI die Reflexion der Außenspiegel an der Oberfläche gemessen und optimiert haben.

Interessant für den militärischen Transit in Europa: QIOS können Marschrouten optimieren, wobei sie etwa Versorgungspunkte und Rastplätze mit einplanen. Ein typisches Problem bei Marschrouten stellen Brücken dar. Diese könnten unpassierbar werden. Das berücksichtigen QIOS bei der Neuberechnung und schlägt aufgrund verschiedenster Bedingungen und Priorisierungen die optimale Gesamtroutenplanung vor. Eine weitere Anwendung ist die Entrauchung von Schiffen. Wo befindet sich die Brandursache, wo verlaufen Fluchtwege, und wie legt man die Entrauchungsschläuche optimal? QIOS berechnen das deutlich schneller als andere Anwendungen.

Bestandssysteme bringen individuellen Mehrwert

Ein weiteres Feld ist die Optimierung bereits vorhandener IT-Systeme. Bei Fujitsu betrachten wir Bestandssysteme grundsätzlich unter dem Aspekt des individuellen Mehrwertes, den sie einem Unternehmen oder einer Organisation bringen. Modernisierung heißt nicht zwingend, Bestehendes herauszureißen und komplett zu ersetzen, sondern auch, auf Bewährtem aufzubauen. So hat zum Beispiel ein Telekommunikationsanbieter sein Core-Netz mit QIOS zukunftsfähig gemacht. Hier ging es um das Verringern von Latenz und schnelle Reaktion auf hohe Netzlast. Heute finden QIOS bei dem TK-Anbieter optimale Lösungen für alle Szenarien, um das Ziel einer ausgeglichenen Kapazitätsauslastung zu erreichen.

Für die Streitkräfte bieten sich aber nicht nur Möglichkeiten im Core-Netz. Insbesondere mobile Szenarien mit wenig Bandbreite, Frequenzstörungen und eingeschränkten Reichweiten erfordern für den Datentransfer eine permanente Optimierung.

Wie auch immer die Aufrüstung mit Informationstechnologie aussieht: Grundlage ist der intelligente Umgang mit Daten. Amy Webb, Professorin für strategische Vorausschau an der Stern School of Business der New York University, sagt: „Die Kriege der Zukunft werden mit Code geführt.“ Bereiten wir uns gemeinsam darauf vor!