Europas erster kommerzieller Quantencomputer startet

Die Einsatzmöglichkeiten von Quantencomputern sind riesig. Eine erste dieser superschnellen Anlagen des IBM-Konzerns hat es nun nach Europa geschafft.

Das Potenzial von Quantencomputern für Wissenschaft und Wirtschaft ist groß – nun hat der auf diesem Gebiet führende US-Konzern IBM die erste dieser Anlagen in Europa platziert. Das ultraschnelle und hoch-komplexe System ist am Deutschlandsitz des IT-Unternehmens in Ehningen vorgestellt worden. Es soll unter dem Dach der Fraunhofer-Gesellschaft dazu genutzt werden, die Anwendungsszenarien und die Technologie weiter zu erforschen. Mit dem Hochleistungsrechner sollen in Deutschland auch Kompetenzen in Wirtschaft und Wissenschaft aufgebaut und damit internationale Wettbewerbsvorteile geschaffen werden.

Bei der Anlage handelt es sich nach IBM-Angaben um "Europas leistungsstärksten Quantencomputer im industriellen Kontext". Bundeskanzlerin Angela Merkel (CDU) bezeichnete den Supercomputer in einer Videobotschaft als "Wunderwerk der Technologie". Deutschland gehöre in der Quantentechnologie-Forschung zur Weltspitze. Nun sei es aber das Ziel, sich Forschungsergebnisse "möglichst schnell" auch für wirtschaftliche Anwendungen zunutze zu machen. Da könne die Anlage in Ehningen entscheidend helfen.

Wettstreit mit USA und China

Mit Quantencomputern reagieren Forschung und Industrie auf die Tatsache, dass die bislang übliche Entwicklung von Hochleistungscomputern an ihre physikalischen Grenzen stößt. Quantencomputer können theoretisch um ein Vielfaches leistungsfähiger sein als herkömmliche Rechner, sie können in kürzerer Zeit also komplexere Aufgaben als konventionelle Systeme erledigen.

Der Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, Reimund Neugebauer, sagte, Quantencomputer hätten als wichtige Säule künftiger Rechnerarchitekturen einen maßgeblichen Einfluss, um komplexe Fragestellungen zu lösen. Wenn Deutschland weiter zu den Innovationstreibern gehören wolle, müsse man anwenderbezogene Expertise aufbauen – sprich: Lösungen, die deutsche und europäische Unternehmen im internationalen Wettstreit mit den USA und China weiterbringen, sollen her.

Ultraschnelle Superrechner

Merkel machte klar, man stehe erst am Anfang dieser Technologie, aber diese lasse bereits "gewaltige" Innovationspotenziale erkennen. Die ultraschnellen Superrechner könnten in Verbindung mit künstlicher Intelligenz mittelfristig Leistungsschübe für mehr Wertschöpfung schaffen. Als naheliegende Anwendungsbeispiele nannte die Kanzlerin die Medizintechnik und die Logistik- und Materialforschung.

Experten sehen darüber hinaus die Möglichkeit, mit Quantencomputern etwa kritische Sicherheitsinfrastrukturen zu stabilisieren, bessere Algorithmen für die industrielle Fertigung zu entwickeln sowie Batterie- und Brennstoffzellen besser modellieren zu können. Baden-Württembergs Ministerpräsident Winfried Kretschmann (Grüne) sagte, Quantentechnologien seien der "Schlüssel zur Zukunft".

Milliarden investiert

IBM und die Fraunhofer-Gesellschaft hatten im März 2020 – auch nach einer Vermittlung durch Merkel – eine Vereinbarung unterschrieben, um die Forschung zu Quantencomputern in Deutschland voranzutreiben. In diesem Zuge hatte IBM zugesagt, einen Quantencomputer der Serie "Q System One" in Ehningen zu stationieren.

Darüber hinaus investiert die Bundesregierung in die Entwicklung der superschnellen Rechner selbst, zuletzt wurden hierzu zwei Milliarden Euro aus den Etats des Bundesforschungsministeriums sowie des Bundeswirtschaftsministeriums freigegeben. Ziel ist es, Quantencomputer bald auch ohne Hilfe der Amerikaner bauen zu können. Bislang gibt es in Deutschland noch keinen Quantencomputer, der komplett ohne Technologie aus dem Ausland gebaut wurde. Immerhin gelten die deutschen Mittelständler Trumpf und Sick bei quantenoptischen Sensoren als führende Know-How-Träger.

Qubit statt Bits

IBM ist neben seinem US-Konkurrenten Google auf dem Gebiet der Quantencomputer bisher führend. Die nun in Ehningen stehende Anlage ist IBM zufolge seit November in Deutschland, seit Februar arbeitet die Fraunhofer-Gesellschaft bereits mit dem System; die offizielle Vorstellung der Anlage ging auch bedingt durch die Corona-Krise aber erst jetzt über die Bühne.

Ein Quantencomputer speichert Informationen nicht in Form von Bits, die nur zwei mögliche Zustände annehmen können, nämlich 1 oder 0. Ein Qubit eines Quantencomputers kann stattdessen beides gleichzeitig sein. Das Quantenteilchen hält so lange beide Zustände bei, bis man es sich ansieht oder misst.

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