Durchbrüche bei der Sequenzierung und Veränderung von DNA eröffnen neue Möglichkeiten in der synthetischen Biologie, chronische Krankheiten können geheilt oder vermieden werden. Natürlich wirft die Möglichkeit der Veränderung von DNA auch viele zentrale ethische Fragen auf, die zu klären sind. Doch die Entwicklungen in diesem Bereich sind nicht aufzuhalten.
Durch dezentrale Blockchains können Daten erstmals sicher und zuverlässig gespeichert und verwaltet werden. Ihre Sicherheit basiert auf fundamentaler Mathematik und IT. Ich gehe davon aus, dass das schon bald der neue Sicherheitsstandard ist und es für kommende Generationen inakzeptabel sein wird, dass ein einzelner Bankmitarbeiter ihren Kontostand ändern kann, so wie es heute noch der Fall ist.
Der technologische Fortschritt lebt von der Digitalisierung und der Vernetzung. Die neue Mobilfunktechnologie 5G wird mit höheren Datenraten, geringeren Latenzen und vor allem viel mehr Kapazitäten die exponentielle Phase des »Internets der Dinge« lostreten. Es wird günstiger, einfacher und schneller, Menschen und Maschinen miteinander zu verbinden. Das wird viele neue Geschäftsmodelle ermöglichen.
3D-Druck wird zum ersten Mal seit der Steinzeit den Herstellungsprozess unserer Produkte grundlegend verändern. Wo wir heute bestehende Blöcke schnitzen, biegen, zusammenschrauben oder kleben, können wir in Zukunft jeden Punkt im Raum frei definieren und das Material genau da einsetzen, wo wir es brauchen.
Quantencomputer bringen, nach der Microchip-Revolution unserer Smartphones, den Computer 2.0. Der Sprung, den die Leistungsfähigkeit des Computers machen wird, lässt sich kaum ausmalen. Hierdurch erhoffen sich viele Forscher Durchbrüche in besonders komplexen Bereichen wie der Materialforschung oder der Medizin.
Jede Grundlagentechnologie aus dem Baukasten der Zukunft hat für sich alleine das Potenzial, Industrien zu revolutionieren und mehrere 100-Milliarden-Konzerne zu schaffen. Da diese Technologien auch noch miteinander kombinierbar sind, werden sich die Möglichkeiten für neue Anwendungen und Geschäftsmodelle schlagartig vervielfältigen. Wir springen in eine neue Dimension.
Alles ist digital
»Alles, was digitalisiert werden kann, wird digitalisiert werden«, das ist oft zu lesen. Es stimmt. Wer heute noch damit beschäftigt ist, die Erstellung, Verarbeitung und Speicherung von Informationen zu digitalisieren, wird den Anschluss verpassen. Die weltweit führenden Unternehmen haben ihre Digitalisierung bereits abgeschlossen und damit die Basis bereitet für die 10xChancen durch neue Technologien. Deutschland muss sich beeilen, um diesen Zug nicht zu versäumen.
Durch die Digitalisierung können verschiedene Technologien und Informationen zusammengeschaltet und so neue Dienste geschaffen werden. Zwei allgegenwärtige Beispiele verdeutlichen dies:
Wird eine digitale Straßenkarte mit einem digitalen Positionssensor (GPS) kombiniert, entsteht ein Navigationssystem. Dessen Verbindung mit digitalen Verkehrsinformationen wiederum ermöglicht die dynamische Routenführung mit automatischer Stauumfahrung.
Die Kombination eines Smartphones mit einem Taxidienst ruft mit einem einzigen Knopfdruck ein Taxi zu jeder gewünschten Stelle. Alle dafür nötigen Daten werden im Hintergrund digital ausgetauscht.
Das Disruptionspotenzial der Digitalisierung ganzer Branchen zeigt sich sehr gut an den Umwälzungen in verschiedenen Industrien: Schreibmaschinen wurden durch Textverarbeitungsprogramme ersetzt. Digitalkameras lösten analoge Kameras und Analogfilm ab. DVDs verdrängten VHS-Kassetten. Videotheken verschwanden durch die wachsenden Streaming- und Download-Angebote. Solche Beispiele gibt es zuhauf.
Jede neue Stufe der Digitalisierung führt zur Umwälzung ganzer Industrien. Wer damit nicht umgehen kann, verschwindet vom Markt. Das passierte beispielsweise Polaroid, Kodak, Blockbuster Video oder Nokia.
Die Bedeutung der Digitalisierung schreitet voran. Digitalisierung erzeugt Daten, die durch künstliche Intelligenz analysiert und für neue, bessere Angebote genutzt werden. Damit werden Daten zum neuen Wettbewerbsvorteil für Unternehmen.
Hand in Hand mit der Digitalisierung geht die Automatisierung. Die Software übernimmt repetitive Aufgaben, steuert Fertigungsanlagen und gibt Bescheid, wenn Abweichungen auftreten. Die Kosten sinken, wenn Prozesse zunehmend digitalisiert und automatisiert werden, und die Effizienz eines Unternehmens kann maßgeblich gesteigert werden.
Über das Internet of Things (IoT) werden immer mehr »Dinge« digitalisiert und können in ein Netzwerk integriert werden. Dies gilt für den privaten Bereich (den Kühlschrank) ebenso wie für den gewerblichen (zum Beispiel in der Produktion). Indem unsere Geräte immer smarter werden und dank IoT die Möglichkeit bekommen, untereinander zu kommunizieren, können sie mehr und mehr eigenständig agieren.
Damit sparen wir wertvolle Zeit. Zeit ist die einzige Währung, die sich nicht vermehren lässt. Egal, wie reich wir sind und wie viele Daten und Informationen uns zur Verfügung stehen – der Tag hat für jeden von uns nur 24 Stunden.
Exponentielle Entwicklung
Alles, was digitalisiert ist, kann über steigende Rechenleistung, schnellere Netzwerke und Algorithmen optimiert werden. Der Beginn des Informationszeitalters wurde geprägt durch Moore’s Law: die exponentielle Entwicklung der Rechenleistung von Mikroprozessoren. In der Informatik gibt es das Mantra »Wenn fehlende Rechenleistung das einzige ist, was zur Lösung deines Problems fehlt, dann wird Moore’s Law es bald lösen«. Uns stehen mittlerweile Prozessoren zur Verfügung, die für spezielle Anwendungen entwickelt wurden und als sich ständig verbessernde Werkzeuge im Sinne des Gesetzes der sich exponentiell beschleunigenden Resultate dienen.
So fand man zum Beispiel heraus, dass die Prozessoren von Grafikkarten (GPUs) viel besser für das Training von künstlicher Intelligenz geeignet sind als herkömmliche CPUs. Auf der Basis dieser Erkenntnis entwickelte Google Prozessoren (Tensor Processing Units oder TPUs), die speziell für das KI-Training optimiert sind. Neue Unternehmen wie Nvidia entwickeln Chips, die auf selbstfahrende Autos spezialisiert sind, Blockchain-Operationen und vieles mehr. FPGAs erlauben es sogar, Chips dynamisch für spezielle Anforderungen zu optimieren. Dank FPGAs und Cloud Computing laufen schon heute einzelne Algorithmen bis zu 1.000 mal schneller und energieeffizienter.
Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) sind integrierte Schaltkreise, bei denen Logikgatter auch nachträglich noch mit Funktionen ausgestattet und kombiniert werden können.
Dort, wo klassische Prozessoren an ihre Grenzen stoßen, werden Quantencomputer übernehmen. Schon heute sind sie besser für einzelne Teilbereiche der Forschung geeignet, beispielsweise bei der Simulation von Proteinen und Molekülen oder der Berechnung von Optimierungsproblemen. Quantencomputer sind heute in einem sehr frühen Entwicklungsstadium, mit wenigen Qubits (Speichereinheiten), die Softwareentwicklung ist mühsam. Aber dies wird sich wie bei den Mikroprozessoren exponentiell entwickeln und jedes Jahr werden sich mehr und mehr Möglichkeiten eröffnen.
Die Ausgangsthese »Alles, was digitalisiert ist, kann über steigende Rechenleistung und mit Algorithmen optimiert werden« wird durch spezialisierte Prozessoren für Anwendungen in den Bereichen KI und Quantencomputer also um ein Vielfaches verstärkt.
Alles ist vernetzt
Die Digitalisierung ermöglichte Datenübertragungsstandards und somit den Austausch von Daten über Computernetzwerke. Zunächst geschah dies ausschließlich in internen Firmennetzen, später in semi-öffentlichen Universitätsnetzen. Mit der Entwicklung des Internets brach das große Informationszeitalter an.
Seit diesem Zeitpunkt greifen Digitalisierung und Vernetzung ineinander und sorgen für einen noch nie dagewesenen Innovationsschub. Digitale Daten können über das Internet verteilt und an jeden angeschlossenen Rechner zugestellt werden. In den Datenpaketen können E-Mails, Webseiten, Musik oder Filme stecken.
Die Kombination