Identifizierung von Applikationen für paradigmenverändernde Technologien unter Betrachtung des Quantencomputing

Bennemann, Frederik; Boos, Wolfgang; Schuh, Günther

doi:HT031535732

Identifizierung von Applikationen für paradigmenverändernde Technologien unter Betrachtung des Quantencomputing = Identification of applications for paradigm-shifting technologies in the context of quantum computing

Bennemann, Frederik^RWTH*

2026

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Frederik Bennemann

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2026

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2026

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Schuh, Günther (Thesis advisor)^RWTH* ; Boos, Wolfgang (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2026-06-16

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2026-06726
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1038740/files/1038740.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Anwendungsfallidentifikation (frei) ; Paradigmenwechsel (frei) ; Quantencomputing (frei) ; Technologiemanagement (frei) ; paradigm-shift (frei) ; quantum computing (frei) ; technology management (frei) ; use case identification (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Quantencomputing gilt als eine potenziell paradigmenverändernde Technologie, der langfristig erhebliche wirtschaftliche und gesellschaftliche Potenziale zugeschrieben werden. Trotz der bislang noch geringen technologischen Reife und zahlreicher ungelöster technischer Herausforderungen verzeichnet das Feld bereits heute hohe private und öffentliche Investitionen. Diese Entwicklung folgt dem typischen Verlauf des GARTNER Hype Cycle, bei dem auf eine Phase überhöhter Erwartungen häufig Ernüchterung folgt, sobald kurzfristige Anwendungserfolge ausbleiben. Für das Quantencomputing besteht daher das Risiko, dass gegenwärtige Investitions- und Innovationsdynamiken abnehmen, wenn keine realistischen und wirtschaftlich relevanten Anwendungsperspektiven aufgezeigt werden. Dabei zeigt sich, dass solche Perspektiven nicht allein durch gewöhnliche, unternehmensspezifische Anwendungsfälle erschlossen werden können, sondern Problemstellungen berücksichtigt werden müssen, bei denen neben ökonomischen auch umfassende sozioökonomische Wertbeiträge entstehen können. Vor diesem Hintergrund verfolgt die Dissertation das Ziel, eine Methodik zur Identifizierung sozioökonomischer Anwendungsfälle für paradigmenverändernde Technologien am Beispiel des Quantencomputing zu entwickeln. Die Methodik soll potenziellen Anwendern ermöglichen, bereits in frühen technologischen Entwicklungsphasen Problemstellungen zu identifizieren, bei denen langfristig ein signifikanter sozioökonomischer Wertbeitrag durch den Einsatz von Quantencomputing entstehen kann. Als Ergebnis wurde eine Methodik entwickelt, die dem grundlegenden TRIZ-Prinzip folgt, spezifische technologische Problemstellungen zunächst zu abstrahieren und anschließend über generische Problem- und Lösungsmuster systematisch auf mögliche Anwendungsfelder zu übertragen. Die Methodik besteht aus fünf miteinander verknüpften Teilmodellen: problembezogene Indikatoren zur Identifikation quantenrelevanter Problemstellungen, generische Applikationstypen als abstrahierte Lösungsklassen, eine Applikationsmatrix zur systematischen Verknüpfung dieser Elemente, ein sozioökonomisch fundierter Suchraum auf Basis ausgewählter UN-Sustainable Development Goals sowie ein Vorgehensmodell zur praktischen Anwendung.

Quantum computing is considered a potentially paradigm-shifting technology with significant long-term economic and societal potential. Despite its still limited technological maturity and numerous unresolved technical challenges, the field is already attracting substantial private and public investment. This development follows the typical pattern of the GARTNER HYPE CYCLE, in which a phase of inflated expectations is often followed by disillusionment once short-term application successes fail to materialize. Consequently, quantum computing faces the risk that current investment and innovation dynamics may decline if realistic and economically relevant application perspectives are not identified. It becomes apparent that such perspectives cannot be unlocked solely through conventional, company-specific applications, but require an expansion of the search space. In particular, new problem areas must be considered in which not only economic but also broader socio-economic value contributions can be generated. Against this background, the dissertation aims to develop a methodology for identifying socio-economic application cases for paradigm-shifting technologies using quantum computing as an example. The methodology is intended to enable potential users to identify problem areas at early stages of technological development in which the use of quantum computing could generate significant long-term socio-economic value. As a result, a methodology was developed that follows the TRIZ-principle of first abstracting specific technological problems and then systematically transferring them to potential application fields through generic problem and solution patterns. In this way, a structured link between technological characteristics and potential application contexts is established. The methodology consists of five interconnected sub-models: problem-related indicators for identifying quantum relevant problem structures, generic application types as abstract solution classes, an application matrix for systematically linking these elements, a socio-economically grounded search space based on selected UN Sustainable Development Goals, and a procedural model for the practical application of the methodology.

OpenAccess:
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