Wenn Länder den Klimawandel ernst nehmen, sollten sie sich ernsthaft mit der Quantencomputertechnologie befassen
Die COP28-Konferenz in Dubai hat bereits mehrere Erklärungen vorgelegt, die die katastrophalen Folgen des Klimawandels verdeutlichen und globale Initiativen zur Erreichung einer widerstandsfähigen Zukunft unterstützen. Diese Erklärungen sind jedoch letztendlich nutzlos, wenn es den Ländern nicht gelingt, sie erfolgreich umzusetzen. Wenn Länder es ernst meinen mit ihren Klimazielen, sollten sie sich ernsthaft mit der Quantencomputertechnologie befassen, einer potenziell bahnbrechenden Technologie, die die Umsetzung unterstützen und Durchbrüche bei klimabezogenen Innovationen ermöglichen könnte.
Die Rolle der Quantencomputertechnologie im Klimawandel
Die Teilnehmer der COP28-Konferenz haben das Ziel, die globale Erwärmung bis 2050 auf 1,5°C im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Grüne Energietechnologien wie Elektrofahrzeuge, Kohlenstoffabscheidung und -speicherung sowie klimaresistente Landwirtschaft sind entscheidend, um die Länder auf Kurs zu halten und die Nettoemissionen bis 2030 zu halbieren.
Das Problem ist, dass viele grüne Energietechnologien zu teuer und umständlich sind, um nützlich zu sein. Zudem könnten bestehende Ansätze zur wissenschaftlichen Forschung und Entdeckung Jahre oder sogar Jahrzehnte dauern, um nötige Verbesserungen hervorzubringen - und die Welt kann nicht so lange warten. Steigende Temperaturen verursachen bereits Umweltzerstörung, Wetterextreme, Nahrungsmittel- und Wasserknappheit sowie Konflikte. Glücklicherweise kann hier die Quantencomputertechnologie helfen.
Vorteile der Quantencomputertechnologie
Quantencomputertechnologie nutzt die Gesetze der Quantenphysik, um Informationen zu speichern, zu verarbeiten und komplexe Probleme schnell zu lösen. Die heute verfügbaren Quantencomputer müssen noch weiterentwickelt werden, um ihr volles Potential entfalten zu können. Sie sind noch fehleranfällig und haben eine geringe Größenordnung. Doch selbst in ihrem aktuellen begrenzten Entwicklungsstand zeigen Quantencomputer bedeutende Rechenleistungsvorteile gegenüber konventionellen Computern. Sie könnten Probleme in Minuten lösen, für die heutige beste konventionelle Computer Millionen Jahre benötigen würden.
Quantencomputer eignen sich besonders gut zur Lösung von Optimierungs- und Simulationsproblemen, die viele Nachhaltigkeits- und energiebezogene Herausforderungen prägen. Sie könnten Hindernisse für die Innovationskraft grüner Technologien viel schneller überwinden als herkömmliche Computer. Obwohl die Quantencomputertechnologie selbst noch nicht perfekt ist, könnte sie entscheidende Fortschritte beschleunigen und dazu beitragen, globale Klimaziele innerhalb der gewünschten Zeiträume zu erreichen.
Beispiele für Anwendungen der Quantencomputertechnologie
Quantencomputer könnten beispielsweise Verbesserungen bei Batterien für Elektrofahrzeuge beschleunigen, die für den Übergang zu erneuerbaren Energien entscheidend sind. Während konventionelle Computer Schwierigkeiten haben, chemische Prozesse zu modellieren und molekulare Wechselwirkungen zu beleuchten, können Quantencomputer genaue Simulationen von quantenmechanischen Phänomenen liefern. Dies ebnet den Weg zu besserer Batterieeffizienz und Leistung. Quantencomputer könnten helfen, Batteriematerialien zu identifizieren, die günstiger und nachhaltiger in der Beschaffung und Produktion sind. Außerdem könnten sie die Anzahl der Laborexperimente reduzieren, die umfangreiche Tests erfordern. Sie könnten auch dazu beitragen, die Energiedichte von Batterien zu verbessern, was eine größere Reichweite und Flexibilität ermöglicht.
Neben der Unterstützung von Batterieforschung und -entwicklung kann Quantencomputertechnologie auch umweltfreundlichere Herstellungsprozesse für Düngemittel ermöglichen und die Produktion von grünem Ammoniak erschwinglicher machen. Quantencomputer könnten dabei helfen, die Herausforderungen bei der künstlichen Nachbildung der Stickstofffixierung zu überwinden. Quantensimulationen könnten Möglichkeiten zur Verbesserung der Enzymstabilität und der Sauerstoffempfindlichkeit aufzeigen und die Ammoniakproduktion durch Nitrogenase beschleunigen. Diese Fortschritte würden zu einer Kostenreduktion von 67 Prozent gegenüber der heutigen Ammoniakproduktion führen und die CO2-Auswirkungen der Ammoniakherstellung für die Landwirtschaft und Schifffahrt drastisch verringern.
Weitere mögliche Anwendungen der Quantencomputertechnologie im Bereich Nachhaltigkeit sind die Identifizierung besserer Materialien für Solarzellen und Windturbinen oder die Suche nach absorbierenderen Katalysatoren für Kohlenstoffabscheidungstechnologien. Quantencomputer könnten auch bei der Lösung von Netzoptimierungsproblemen helfen, was zu erheblichen Energieeinsparungen führen würde. Zudem könnten sie zu genaueren und zeitnahen Wettervorhersagen beitragen, was proaktive und effektive Klimaanpassungsstrategien ermöglicht. Quantensimulationen könnten auch die Modellierung des Erdsystems oder die Forschung und Entwicklung von Kernfusionstechnologien unterstützen.
