Tech­no­lo­gi­en für un­se­re Zu­kunft

Ra­s­an­ter Wan­del geht wei­ter: Von der Im­mun­the­ra­pie bis zum Quan­ten­com­pu­ter

Meppener Tagespost - - VORDERSEIT­E - Von Wal­traud Mess­mann

Tech­no­lo­gi­en ent­wi­ckeln sich heut­zu­ta­ge so ra­sant wie nie. Auch im neu­en Jahr­zehnt wird es Schlag auf Schlag wei­ter­ge­hen. Ei­ni­gen Me­ga­trends steht der Durch­bruch be­vor. An­de­re ste­cken noch in den Kin­der­schu­hen. Ein Über­blick.

Tech­no­lo­gi­en ent­wi­ckeln sich heut­zu­ta­ge so ra­sant wie nie. Auch im neu­en Jahr­zehnt wird es Schlag auf Schlag wei­ter­ge­hen. Für ei­ni­ge der Me­ga­trends sind die Grund­la­gen be­reits ge­schaf­fen, und der Durch­bruch steht be­vor. An­de­re ste­cken noch in den Kin­der­schu­hen. Ein Über­blick.

Künst­li­che In­tel­li­genz (KI): Sie ist die wohl wich­tigs­te Schlüs­sel­tech­no­lo­gie der kom­men­den Jahr­zehn­te. Wäh­rend es im Zeit­al­ter der in­dus­tri­el­len Re­vo­lu­ti­on im spä­ten 19. und frü­hen 20. Jahr­hun­dert dar­um ging, die mensch­li­che Ar­beits­kraft durch Ma­schi­nen zu er­set­zen, liegt der Schwer­punkt jetzt auf der Sub­sti­tu­ti­on geis­ti­ger Leis­tun­gen.

Aus­ge­hend von Com­pu­ter­pro­gram­men, die auf der Ba­sis von Trai­nings­da­ten selbst­stän­dig ler­nen und da­durch im­mer schlau­er wer­den, sol­len die Ma­schi­nen nun so „den­ken“, han­deln und sich an­zu­pas­sen ler­nen, wie es Men­schen tun, oder viel­leicht so­gar bes­ser.

Be­reits heu­te ist KI Teil un­se­res All­tags: KI-ba­sier­te Soft­ware ana­ly­siert zum Bei­spiel un­se­re Da­ten und sagt vor­aus, was wir ger­ne kau­fen wür­den. Bei der Ein­ga­be in die Such­ma­schi­ne ver­voll­stän­digt sie un­se­re Sät­ze. Und in der Me­di­zin kann sie Mil­lio­nen von Bil­dern nach ir­gend­wel­chen Hin­wei­sen auf ei­ne Krebs­er­kran­kung durch­su­chen.

Ei­ni­ge For­scher stre­ben über sol­che spe­zi­fi­schen Pro­blem­lö­sun­gen hin­aus aber ei­ne um­fas­sen­de künst­li­che In­tel­li­genz an. Das schürt bei vie­len Ängs­te vor ei­ner Su­per­in­tel­li­genz, die das mensch­li­che Den­ken über­flü­geln und für den Ho­mo sa­pi­ens zur Be­dro­hung wer­den könn­te.

Quan­ten­com­pu­ter: Nur 200 Se­kun­den soll Googles Quan­ten­rech­ner Sy­ca­mo­re für ei­ne Be­rech­nung be­nö­ti­gen, für die der schnells­te kon­ven­tio­nel­le Com­pu­ter der Welt 10 000 Jah­re ge­braucht hät­te. Vie­le For­scher glau­ben, dass da­mit ein neu­es Com­pu­ter­zeit­al­ter be­gon­nen ha­be. An­de­re war­nen vor Über­trei­bun­gen.

Wäh­rend die kon­ven­tio­nel­len Com­pu­ter auf den Ge­set­zen der Elek­tro­tech­nik, al­so der klas­si­schen Phy­sik, be­ru­hen, wer­den Quan­ten­rech­ner auf der Grund­la­ge ei­ner Tech­no­lo­gie, die mit Mo­del­len der Quan­ten­phy­sik ar­bei­tet, ent­wi­ckelt. Da­bei sind Quan­ten win­zig klei­ne Teil­chen, die sich an un­ter­schied­li­chen Or­ten oder in un­ter­schied­li­chen Zu­stän­den gleich­zei­tig be­fin­den kön­nen.

Die kleinst­mög­li­che Spei­che­r­ein­heit ei­nes klas­si­schen Com­pu­ters, das Bit, da­ge­gen kann nur die Zu­stän­de 0 oder 1 re­prä­sen­tie­ren. Phy­sisch wird da­bei zwi­schen zwei Span­nungs­po­ten­zia­len un­ter­schie­den, wel­che dann den Zu­stän­den 0 und 1 ent­spre­chen. Die­se bi­nä­re Darstel­lung von In­for­ma­ti­on ge­rät bei sehr um­fang­rei­chen

Auf­ga­ben schnell an ih­re Gren­zen.

Der Quan­ten­com­pu­ter da­ge­gen ar­bei­tet mit Quan­ten­bits, häu­fig Qbits ge­nannt. Im Un­ter­schied zum klas­si­schen Com­pu­ter kön­nen sich die Zu­stän­de die­ser Spei­che­r­ein­heit über­la­gern. An­statt al­so le­dig­lich 0 oder 1 zu re­prä­sen­tie­ren, kann sich ein Qbit auch in al­len mög­li­chen Zu­stän­den da­zwi­schen be­fin­den. Der Quan­ten­com­pu­ter kann da­durch ei­ne mit der Zahl der Qbits ex­po­nen­ti­ell wach­sen­de Zahl von Fäl­len par­al­lel ver­ar­bei­ten.

Doch das Gan­ze hat auch sei­ne Tü­cken. So sind die Zu­stän­de der Qbits sehr flüch­tig, was die Ar­beit der For­scher deut­lich er­schwert. Bis die ge­plan­ten Quan­ten­com­pu­ter al­so ihr vol­les Po­ten­zi­al ent­fal­ten, dürf­te noch et­was Zeit ver­ge­hen

Im­mun­the­ra­pie: Im­mun­the­ra­pi­en nut­zen das kör­per­ei­ge­ne Ab­wehr­sys­tem des Men­schen, um ei­ne Er­kran­kung zu be­kämp­fen. Vor al­lem bei der Be­hand­lung von Krebs gel­ten sie als gro­ßer Hoff­nungs­trä­ger. Ei­gent­lich soll­ten Krebs­zel­len vom Im­mun­sys­tem als ver­än­der­te Kör­per­zel­len er­kannt und ent­fernt wer­den. Al­ler­dings kön­nen die krank ma­chen­den Zel­len Stra­te­gi­en ent­wi­ckeln, dem Ab­wehr­sys­tem zu ent­kom­men: Ent­we­der ver­hin­dern sie, dass das Im­mun­sys­tem sie er­kennt, oder sie schwä­chen die Im­mun­re­ak­ti­on ge­zielt ab.

Des­halb wird in­ten­siv dar­an ge­ar­bei­tet, die Aus­weich­me­cha­nis­men der Krebs­zel­len ge­zielt aus­zu­schal­ten, so­dass das Im­mun­sys­tem die­se bös­ar­ti­gen Zel­len wie­der er­ken­nen und ent­fer­nen kann. So ha­ben bei­spiels­wei­se ame­ri­ka­ni­sche Wis­sen­schaft­ler Ab­wehr­zel­len von Blut­krebs­pa­ti­en­ten ent­nom­men und die­se gen­tech­nisch der­art mo­di­fi­ziert, dass sie ent­ar­te­te Zel­len er­ken­nen und be­kämp­fen. Vie­le wei­te­re The­ra­pie­an­sät­ze wer­den der­zeit ge­prüft, dar­un­ter auch Tu­morimp­fun­gen. Ei­ni­ge sind viel­ver­spre­chend, müs­sen aber noch wei­ter ge­tes­tet wer­den.

Noch set­zen Me­di­zi­ner sol­che Ma­ni­pu­la­tio­nen des Im­mun­sys­tems aber nicht stan­dard­mä­ßig ein, weil sie die zum Teil schwe­ren Ne­ben­wir­kun­gen nicht aus­rei­chend be­herr­schen.

Die Na­no­tech­no­lo­gie gilt als ei­nes der wich­tigs­ten For­schungs­ge­bie­te für das 21. Jahr­hun­dert. Ab­ge­lei­tet ist der Na­me von der Maß­ein­heit 1 Na­no­me­ter (nan­nos, griech: der Zwerg), die ei­nem Mil­li­ons­tel Mil­li­me­ter ent­spricht.

Die Be­deu­tung der Na­no­par­ti­kel liegt aus­ge­rech­net in ih­rer Win­zig­keit: Denn die Ei­gen­schaf­ten der klei­nen Teil­chen un­ter­schei­den sich deut­lich von grö­ße­ren Par­ti­keln des­sel­ben Ma­te­ri­als. Sie re­agie­ren an­ders auf Tem­pe­ra­tur oder Strom, auf Licht oder ma­gne­ti­sche Fel­der, als das ge­wöhn­lich der Fall ist.Be­son­ders in­ter­es­sant sind neue For­men der Krebs­the­ra­pie: Ei­sen­par­ti­kel im Na­no­maß­stab wer­den di­rekt in die Krebs­zel­len trans­por­tiert und durch ein Ma­gnet­feld er­hitzt. Da­durch wird der Tu­mor zer­stört. Doch gibt es auch ei­nen Wer­muts­trop­fen: Die Ri­si­ken für Mensch und Um­welt durch Na­no­tech­no­lo­gie sind noch nicht ge­klärt.

Fo­to: Gert West­dörp

Klu­ges Kerl­chen: „Den­ken“Ma­schi­nen bald so wie Men­schen – und so­gar bes­ser? Ro­bo­ter mit künst­li­cher In­tel­li­genz in der Uni­ver­si­tät Os­na­brück. Na­no­tech­no­lo­gie:

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