Technologie

Fraunhofer Institut vor Durchbruch: Mit Quantencomputing zur personalisierten Krebstherapie

Um künftig individuell wirksame Therapiemethoden gegen Krebs zu entwickeln, will das Deutsche Krebsforschungszentrum als Partner des Fraunhofer-Kompetenznetzwerks Quantencomputing den Quantenrechner in Ehningen nutzen. Das ehrgeizige Projekt verfügt über einen bahnbrechenden Charakter.
25.08.2021 17:12
Aktualisiert: 25.08.2021 17:12
Lesezeit: 2 min
Fraunhofer Institut vor Durchbruch: Mit Quantencomputing zur personalisierten Krebstherapie
Bei der Entschlüsselung von Tumorgenomen fallen riesige Mengen an Sequenzdaten an, die in Zukunft möglicherweise mit Hilfe des Quantencomputers ausgewertet werden können. (Foto: © Schwerdt/DKFZ)

Bis zu 100 Terabyte an individuellen, meist sehr heterogenen Daten fallen bei Krebspatienten oft im Laufe ihrer Krankheitsgeschichte an: Blut- und Tumorwerte, persönliche Indikatoren, Sequenzier- und Therapiedaten und vieles mehr. Bislang können diese Informationen in ihrer Fülle aus Mangel an geeigneten Verarbeitungsmechanismen kaum effizient genutzt werden. So bleiben vielversprechende personalisierte Therapieansätze bei vielen Krebserkrankungen Theorie, die Patienten erhalten Standardbehandlungen, teilt das Fraunhofer Institut in einer Mitteilung mit.

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg will die Forschung auf diesem Gebiet nun mithilfe von Quantencomputing vorantreiben: „Wir wollen ergründen, wie wir mit einem Quantencomputer solche heterogenen Daten systematisch aufbereiten und nutzen können, um damit neue, gezieltere Wege zu finden für Patienten, bei denen Immuntherapien weniger wirksam sind. Die übergeordnete Frage lautet letztlich: Wie kann welcher Patient von welcher Therapie profitieren?“, sagt Dr. Niels Halama, Abteilungsleiter Translationale Immuntherapie am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und Oberarzt am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen. Damit verbunden sind angewandte Forschungsfragen wie: Welche Signalkaskaden und biologischen Prozesse spielen eine Rolle bei der Erkrankung? Wie können wir diese für eine individuelle Therapieauswahl nutzen? Welche Fragestellungen eignen sich überhaupt dafür, um von Quantenrechnern gelöst zu werden?

Vom Simulator auf den echten Quantenrechner

Die mathematischen Grundlagen hat das Team des DKFZ bereits erarbeitet und erste Erfahrungen schon an anderen weltweit verfügbaren Systemen und an Simulatoren gesammelt. Es sei jedoch ein riesiger Unterschied, sagt Halama, ob man an einem Simulator mit perfekten Qubits arbeitet oder an einem richtigen Quantencomputer wie dem IBM Q System One in Ehningen. Erst dort sieht man, wie stabil er bei einer gewissen Komplexität läuft, wo Fallstricke sind, was möglich ist.

Am Ehninger System wollen die Forschenden ihre Ideen nun anwendungsnah weiterentwickeln und konkretisieren. Nun geht es darum, herauszufinden, welche Algorithmen sich zur Informationsverarbeitung eignen, wie sie angepasst oder gegebenenfalls neu entwickelt, aber auch wie etwa Fehlerkorrekturen noch optimiert werden können. Um die Möglichkeiten von Quantencomputing für neue Krebstherapieansätze auch interdisziplinär zu erforschen, sucht das DKFZ-Team noch weitere Kooperationspartner aus verschiedenen Bereichen der Forschung und Industrie.

„Wir freuen uns sehr das DKZF als Kooperationspartner gewonnen zu haben“, sagt Prof. Raoul Klingner, Direktor Forschungsmanagement und –governance der Fraunhofer-Gesellschaft. „Der Einsatz des Quantencomputers in einem so komplexen und bedeutenden Feld wie der personalisierten Krebstherapie verdeutlicht das Potenzial, das Quantencomputing für die Medizin und zahlreiche Branchen darüber hinaus bietet.“

Datenschutz, Schnelligkeit und Flexibilität sind wichtige Kriterien

Einen hohen Stellenwert bei der Arbeit mit dem Quantencomputer haben für Halama drei Dinge: Datenschutz, Schnelligkeit und Flexibilität. Noch arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Testdaten, doch wenn künftig echte Patientendaten zum Einsatz kommen, „ist es ein großer Pluspunkt, dass der Ehninger Quantencomputer unter deutschen Datenschutzrecht läuft und die Daten lokal vor Ort bleiben“, so der Mediziner. Die Schnelligkeit von Berechnungen, die Quantencomputing in Zukunft herkömmlichem Computing überlegen machen könnte, ist ein weiteres wichtiges Kriterium, denn bei Krebspatienten zählt schlicht jeder Tag und schnelle Entscheidungen sind gefragt. Da Quantenprozessoren Daten parallel statt hintereinander verarbeiten können, haben sie das Potenzial, auch große Datenmengen in einem Bruchteil der Zeit zu analysieren, die normale Computer brauchen.

Interessant ist laut dem Mediziner zudem das flexible, monatliche Ticketmodell, das das Fraunhofer-Kompetenznetzwerk Quantencomputing seinen Partnern anbietet. „Das ermöglicht es uns als akademische Einrichtung das System flexibel nach Bedarf zu nutzen, auch ohne über einen langen Zeitraum beträchtliche Summen zu investieren“, freut sich Niels Halama. „Zudem ist Fraunhofer für uns ein wichtiger wissenschaftlicher Partner, mit dem wir die Brücke zur Anwendung und zum Wohl der Patienten schlagen können.“

Mehr zum Thema
Bleiben Sie über das Thema dieses Artikels auf dem Laufenden Klicken Sie auf [+], um eine E-Mail zu erhalten, sobald wir einen neuen Artikel mit diesem Tag veröffentlichen
Anzeige
DWN
Finanzen
Finanzen DeFi-Hashing nutzt die Rechenleistung künstlicher Intelligenz, um das Vermögen der Nutzer zu mehren.

Major economies are actively promoting the establishment of a unified capital market regulatory framework and plan to strengthen the...

DWN
Politik
Politik Asylleistungen in Deutschland: EuGH sieht menschenwürdigen Lebensstandard gefährdet
04.06.2026

Der Europäische Gerichtshof hält deutsche Leistungskürzungen für abgelehnte Asylbewerber für unvereinbar mit EU-Recht. Auch bei...

DWN
Politik
Politik EU-Erweiterung im Visier: Ungarn zieht Veto gegen Ukraine-Verhandlungen zurück
04.06.2026

Das Tor nach Europa öffnet sich für Kiew: Ungarn gibt unter der Führung von Polit-Aufsteiger Peter Magyar den Widerstand gegen die...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft EasyJet-Übernahme: Warum der Billigflieger plötzlich zum Ziel von Investoren wird
04.06.2026

EasyJet wirkt an der Börse angeschlagen, doch genau das macht den Billigflieger plötzlich begehrt. Der US-Investor Castlelake sieht...

DWN
Politik
Politik Pflegereform 2027: Pflegekassen sollen entlastet und Kinderlose stärker belasten werden
04.06.2026

Die geplante Pflegereform soll die Pflegeversicherung ab 2027 finanziell stabilisieren und Ausgaben begrenzen. Für Heimbewohner,...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft "Wir sind nicht die Billigheimer der Nation": Bundesweite Verdi-Streiks im Handel gestartet
04.06.2026

Kunden im Einzel- und Großhandel müssen sich auf Einschränkungen einstellen. Die Gewerkschaft Verdi hat die Handelsbranche in allen...

DWN
Politik
Politik Waffenruhe wackelt: Israel droht Menschen im Libanon und Hisbollah lehnt Einigung ab
04.06.2026

Rückschlag im Libanon: Unmittelbar nach der Einigung auf die Umsetzung einer neuen Waffenruhe hat Israel Zivilisten vor der Rückkehr in...

DWN
Finanzen
Finanzen Bitcoin: Unbekannter vernichtet Vermögen im Millionenwert
04.06.2026

Ein Unbekannter schickt 107 Bitcoin an eine Adresse, von der es keinen Rückweg gibt. Knapp sieben Millionen Euro sind damit praktisch aus...

DWN
Politik
Politik Asylgesetz: Dobrindt fordert EU-Aufnahmestopp für wehrpflichtige Ukrainer
04.06.2026

Damit Männer im wehrfähigen Alter die Ukraine nicht verlassen, drängt die Bundesregierung auf EU-Ebene auf härtere Aufnahmeregeln....