Quantenkomputer und Künstliche Intelligenz (KI) - René Deplanque, Hattingen 2018

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Quantenkomputer und Künstliche Intelligenz (KI) - René Deplanque, Hattingen 2018
Quantenkomputer und
Künstliche Intelligenz (KI)

                  René Deplanque, Hattingen 2018
Quantenkomputer und Künstliche Intelligenz (KI) - René Deplanque, Hattingen 2018
Zehn Technologien, die die Welt verändern werden
                                                                                                                   Janosch Deeg

                                                                          © NiPlot / Getty Images / iStock (Ausschnitt)
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         Immuntherapy                                                     Quantum computer-                                   © PhonlamaiPhoto / Getty Images / iStock (Ausschnitt)
                                                                                                                                                                                      © from2015 / Getty Images / iStock (Ausschnitt)
                                                                                                                              Künstliche Intelligenz-
         Revolution der Medizin                                           Eine neue Dimension                                                                                         Gen -Konstruktion
                                                                                                                              im Wettbewerb mit dem Menschen
                                                                          in der Welt der Daten                                                                                       Design eines neuen Menschen

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                                                                                                                                                                                        © THEPALMER / Getty Images / iStock (Ausschnitt)
         Nukleare Fusionsreaktoren                                                                                                                                                      Virtuelle Realität
         hocheffiziente Energieproduktion                                                                                                                                               eine zweite Realität

                                                                                                                                                                                         © gorodenkoff / Getty Images / iStock
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Nanotechnologie-                                Block chain-                                                                  (Ausschnitt)
                                                                                                                                                                                         Hologramme
die Welt neu gestalten mit Atomen und Molekülen Sicherstellung des elektronischen                                             Fahrerlose Fahrzeuge                                       eine Kopie der Realität
                                                 Unternehmertums                                                              Beweglichkeit ohne Menschen hinter
                                                                                                                              dem Steuer
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Quantencomputer - Eine neue Dimension in der Welt der Daten

                             © NiPlot / Getty Images / iStock (Ausschnitt)
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Moore‘s Law - Definiert die Entwicklung der Anzahl von
Transistoren auf Leiter Platten in den Jahren 1971-2016
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Was ist ein Quantencomputer bzw.
Quantenrechner
  Er ist ein Computer, dessen Funktion auf den Gesetzen der
   Quantenmechanik beruht.
  Allgemeine Quantencomputer können in 10-20 Jahren auf dem Markt
   sein

    Systeme, die im Mittelstand wahrscheinlich nur indirekt zum Einsatz
     kommen

    Systeme, die in Cloud Applikationen direkt zum Einsatz kommen

    Systeme, die Machbarkeit von Komputerintelligenz extrem
     beschleunigen werden
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Quantencomputer bzw.
Quantenrechner
   Im Unterschied zum Digitalrechner arbeitet der Quantenrechner nicht auf der Basis der
    Gesetze der klassischen Physik bzw. Informatik, sondern auf der Basis
    quantenmechanischer Zustände

        das Superpositionsprinzip (d. h. die quantenmechanische Kohärenz, analog zu den
         Kohärenzeffekten, siehe z. B. Holographie, in der sonst inkohärenten Optik) und
        die Quantenverschränkung

   Ein Computer operiert auf der untersten Ebene, im Maschinenraum, mit binären Zahlen
    wie 01101010. Diese Zahlen werden in Speichern abgelegt und für Rechenoperationen
    benutzt.
   "Die Magie der Quanten sind die exponentiell steigenden Möglichkeiten
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Wie funktioniert ein Quantenkomputer

     Wenn man 1 Bit auf einer Kugel darstellen möchte hat man in einem
      normalen Computer nur den Nordpol oder den Südpol also eins oder
      null.
     Qubits befinden sich nicht nur in einem Zustand, also Null oder Eins,
      sondern in beiden zugleich – das nennt man Superposition.
     Erst wenn man sie misst, entscheiden sie sich für einen Zustand.
      (Schrödinger Katze)
     Quantencomputer mit vier Qubits kann nicht nur vier, sondern 4 mal 4
      verschiedene Zustände haben.
      Ein Quantencomputer mit 50 Qubits kann 2 hoch 50, also
      1.125.899.906.842.624 verschiedene Zustände gleichzeitig annehmen!
     Um eine 232-stellige Zahl zu fakturieren, bräuchte ein herkömmlicher
      Computer 1.500 Jahre, ein Quantencomputer wäre theoretisch nach
      einem Tag fertig.
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Der Quantencomputer ist wie der Yeti: sehr hypothetisch, aber trotzdem
gut, um anderen Angst einzujagen.

      "Niemand glaubt ernsthaft, dass man mit 50 Qubits etwas Nützliches
       machen kann",
      "Wir brauchen eine Vision für ein Gerät mit 500 oder 5.000 Qubits."
      Doch je mehr Qubits an den Rechnungen beteiligt sind, desto
       störanfälliger sind die fragilen Überlagerungszustände.
      Wo Trilliarden Atome zusammenkommen, übernimmt die klassische
       Physik Newtons das Regime
      Die Hoffnung ruht nun auf der Idee, viele Qubit-Kollektive mithilfe
       einzelner Lichtteilchen, Photonen, zu einem Netzwerk zu verbinden.
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Na, schauen wir mal
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Künstliche Intelligenz (KI, auch Artifizielle Intelligenz
(AI bzw. A. I.), englisch artificial intelligence, AI) ist

     ein Teilgebiet der Informatik,
     es befasst sich mit der Automatisierung intelligenten Verhaltens und dem
      maschinellen Lernen.
     Es ist ein lernfähiger Algorithmus
Zeitachse in der Entwicklung und Forschung zur künstlichen Intelligenz

          2011: IBMs Watzon        2012: KI schlug einen        2016: Software basierend
          gewann "Jeopardy",       japanischen                  auf Deep Learning
          eine amerikanischen      Shogie Meister in einem      schlägt europäischen
          TV Game show             öffentlichen Kampf           Champions

                                                               2006
                                                     Univ. Toronto entwickelt
                                                         Deep Learning
                        1979: Kunico Fukushima
                        publiziert die Theorie der
                        neurale Networks
                                                                                           2010-bis jetzt
                                                                                           Maschinen Learning und Deep
                                                                                           Learning
                                                                                           Expansion des Webs und Big Data
       1947: Alan Turingg                                 1980-1990
       schlägt das erste KI                               zweite KI Explosionen
       Konzept vor                                        das Zeitalter der Wissensrepräsentation
                                                          Entwicklung von Expertensystemen,
                          1950-1960                       die den menschlichen
                          die erste KI Explosion          Entscheidungsprozess simulieren
1946: INIAC, ZUSE
                          das Zeitalter der
die ersten
                          Argumentation
Computer der
                          Prototyp KI entwickelt
Welt
Wann fangen die Probleme an ?
Es gibt drei Hauptkategorien von KI:
• KI 1) Artificial Narrow Intelligence (ANI): ist eine KI, die sich auf
  einen Bereich spezialisiert.

• KI 2) Artificial Allgemeine Intelligenz auch starke KI oder
  menschliche KI genannt), bezieht sich auf einen Computer, der
  so schlau ist wie ein Mensch

• KI 3) Artificial Superintelligence (ASI): Der Oxford-Philosoph und
  führende KI-Denker Nick Bostrom definiert Superintelligenz als
       „Ein Intellekt, der viel intelligenter ist als die besten
       menschlichen Gehirne in praktisch jedem Bereich,
       einschließlich wissenschaftlicher Kreativität, allgemeiner
       Weisheit und Sozialen Fähigkeiten
Die Entwicklung der künstlichen Intelligenz
unabhängig von der Anwendung
Das Internet der Dinge wird bis zum Jahr 2020 auf
über 50 Milliarden vernetzte Geräte anwachsen
Politische Zielsetzungen zum Einsatz der künstlichen
Intelligenz
     USA:
                     Verteidigung der globalen KI-Führungsposition

     China:
                     Aufholen und Überholen mit massivem Kapitaleinsatz 140Mrd /a

     Großbritannien:
                     Top-KI-Wissenschaft, Herausforderungen für die Kommerzialisierung

     Frankreich:
                     Führungsanspruch auf dem Mittelweg

     Finnland:
                     Auf dem Weg zum Top-Anwenderland

     Südkorea:
                     Hidden Champion der „vierten industriellen Revolution“

     Deutschland:
                     40 Mrd/a bis 2020 GTAI, Effizienzsteigerung 18,5 %
Tendenzen, die die Arbeitswelt
    beeinflussen werden
Produktionsleistung vs. Beschäftigung
Die globale Marktgröße für künstliche Intelligenz

   Direkte Einnahmequellen für 2016: USD 641,9 Mio.
   USD 5.970,0 Mio. im Jahr 2016 ermöglichten Umsatz- und KI-basierte
    Bruttowertschöpfungsprognosen (GVA).
   Bis 2025 direkte Einnahmequellen in Höhe von 35.870,0 Mio. USD,
   wächst mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR)
    von 57,2% von 2017 bis 2025
    USD 58.975,4 Mio. bis 2025 aus den aktivierten Umsatzbereichen.

   International Data Corporation (IDC)
       Der KI-Markt (einschließlich Hardware & Services) wird von 8 Mrd. USD im
        Jahr 2016 auf 47 Mrd. USD im Jahr 2020 wachsen. Diese Prognose umfasst 18
        Mrd. USD für Softwareanwendungen, 5 Mrd. USD für Softwareplattformen
        und 24 Mrd. USD für Dienstleistungen und Hardware
Der weltweite Einsatz von Industrierobotern
in tausend

              1,7 Millionen neue Roboter werden die Arbeit in
              den Fabriken der Welt bis 2020 stark verändern
              Vorhersage IFR
Wo werden Arbeitsplätze höchstwahrscheinlich durch Roboter ersetzt,
                 in Prozent für ausgewählte Länder
Martec‘s Gesetz

Technologischer Vorschritt ist
exponentiell (schnell) aber           Eine
Veränderungen in Organisationen       Organisation
geht nur logarithmisch (langsam).     gründet eine
Wie organisiert man das?              Tochterfirma
Revolutionär, Die Organisation muss
                                      oder ändert
eine neue Basis finden.
                                      den Standort
                                      und baut neu
                                      auf
Gefahren der KI

•   Phishing-Betrug, bei dem Kriminelle scheinbar legitime E-Mails mit bösartigen
    Links senden

•   Wenn Banken und Kreditkartenunternehmen das Maschinen Learning nutzen,
    um ihre Dienste zu verbessern, werden dies auch Hacker tun.

•   Falsche Nachrichten und Propaganda werden nur noch schlimmer werden. KI
    zur Erstellung "automatisierter, hyper-personalisierter
    Desinformationskampagnen„

•   "Einzelpersonen werden mit personalisierten Nachrichten ins Visier genommen,
    um ihr Wahl- oder Kaufverhalten zu beeinflussen.„

•   KI kann Waffen zerstörerischer machen

•   Aufgrund der weit verbreiteten Verfügbarkeit von Open-Source-Technologien
    wie Algorithmen, die Gesichter erkennen oder Drohnen beim Navigieren helfen
    können, könnten Kriminelle sie für schändliche Zwecke verwenden.
Die 10 wichtigsten KI Bereiche (1)

• Natural Language Generation: Erstellen von Text aus Computerdaten.
• Spracherkennung: Transkribieren und transformieren Sie menschliche Sprache in ein für
  Computeranwendungen nützliches Format.
• Virtuelle Agenten: Von einfachen Chatbots bis zu fortgeschrittenen Systemen, die sich
  mit Menschen vernetzen können.
• Maschinelle Lernplattformen: Bereitstellung von Algorithmen, APIs, Toolkits für Entwicklung
  und Schulung, Daten sowie Rechenleistung zum Entwerfen, Trainieren und Bereitstellen
  von Modellen für Anwendungen, Prozesse und andere Maschinen.
• KI-optimierte Hardware: Grafikverarbeitungseinheiten (GPU) und Anwendungen die
  speziell für die effiziente Ausführung von KI-orientierten Rechenaufträgen konzipiert
  werden.
Die 10 wichtigsten KI Bereiche (2)

• Entscheidung Management: Maschinen, die Regeln und Logik in AI-
  Systeme einfügen und für die Ersteinrichtung / Schulung sowie für die
  laufende Wartung und Optimierung verwendet werden.
• Deep Learning Plattform: Eine besondere Art des maschinellen
  Lernens, bestehend aus künstlichen neuronalen Netzwerken mit
  mehreren Abstraktionsschichten.

• Biometrie: Ermöglicht natürlichere Interaktionen zwischen Mensch und
  Maschine, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Bild- und
  Berührungserkennung, Sprache und Körpersprache.

• Robotic Process Automation: Verwendung von Skripts und anderen
  Methoden zur Automatisierung von Benutzeraktionen zur Unterstützung
  effizienter Geschäftsprozesse.

• Text Analyse und NLP: Natural Language Processing (NLP) verwendet
  und unterstützt Textanalysen, indem das Verständnis von Satzstruktur
  und Bedeutung, Gefühl und Absicht durch statistische und maschinelle
  Lernmethoden erleichtert wird.
Produktproduktionsschema für KMU extrem vernetzt

                                                                   KMU
            KMU                                             Entwurf Zusammenbau
     Entwurf Zusammenbau          Franchising/Eigentum
                                …………………………………………
                                                                  Auslieferung
           Auslieferung                                   Persönlicher Kundenkontakt
   Persönlicher Kundenkontakt

                                    Investitionsbereich

                                     Transport und
   Zentrale Robot                     Verteilzenter
                                                            Daten und
Produktionsanlage .                     Vertrieb
                                                          Rechenzentrum
  Hohe Flexibilität                    Chatbots
Bedenken Sie wenn Sie KI einsetzen wollen

• Es ist ein erhebliches Investitionsrisiko
•   Sie haben dafür noch nicht genügend Fachkräfte und das wird nicht besser.
• Computerexperten sind rar und teuer und haben keine Lust in den Mittelstand zu gehen.
• Computerexperten übernehmen keine Verantwortung, sie wollen Entwickeln und nicht Organisieren.
• Manager werden erst immer wichtiger und dann nicht mehr nötig.
• Änderung der Firmenstruktur ist sehr kompliziert und teuer.
• Nicht jede Beratungsfirma weiß wovon Sie redet, ist aber trotzdem sehr teuer.
• Suchen Sie sich andere, denen Sie die Schuld geben können.
• Fangen Sie nicht zu früh an umzustellen. Wir sind noch nicht so weit.
• Vernetzen Sie sich und Onlinevertrieb ist eine Alternative

• Wir haben erhebliche Probleme in der Standarisierung der Schnittstellen und der Systeme!!
KI in der Anwendung. Was würde Heute schon Sinn machen

In der Büroorganisation
Helfen E-Mail Postfach geordnet halten. Kontakte auf den neuesten Stand halten

Im Controlling
 wissensbasierte KI Systeme automatische Beleg Ein und Auslesung. Kontoüberführung und Abgleichung

Im Qualitätsmanagement
Mustererkennung, Produktfehler Erkennung

Kundenkommunikation
Mit Chatbots direkt auf Kundenfragen reagieren

Produktion
Intelligentere Roboter Anwendung , Schneller Werkzeugwechsel, bessere Vernetzung, Höhere Flexibilität
Also bis bald und vielen Dank für die vielen Fische
                        Der letzte Band des „Hitchhikers Guide through the Galaxie“
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