1. Digital

Quantum System One: Erster IBM-Quantencomputer in Europa nimmt Arbeit auf

IBM Quantum System One : Erster IBM-Quantencomputer in Europa nimmt Arbeit auf

Forschungsministerin Anja Karliczek hatte eigentlich für 2021 den ersten deutschen Quantencomputer in Aussicht gestellt. Am Dienstag aber feierte sie zusammen mit der Kanzlerin zunächst einmal, dass der erste amerikanische Quantencomputer auf deutschem Boden seine kommerzielle Arbeit aufnimmt.

Das Potenzial von Quantencomputern für Wissenschaft und Wirtschaft ist enorm - nun hat der auf diesem Gebiet mit führende US-Konzern IBM die erste solche Anlage in Europa platziert. Das hoch komplexe System wurde am Dienstag am Deutschlandsitz des IT-Unternehmens in Ehningen vorgestellt. Unter dem Dach der Fraunhofer-Gesellschaft soll es in den kommenden Jahren dazu genutzt werden, die Technologie und die Anwendungsszenarien der Quantentechnologie weiter zu erforschen. Außerdem sollen mit dem Hochleistungsrechner bundesweit 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 Quantencomputer in einer Videobotschaft als „Wunderwerk der Technologie“. Deutschland gehöre in der Quantentechnologie-Forschung zur Weltspitze. Nun sei es aber das Ziel, sich diese Forschungsergebnisse „möglichst schnell“ auch für wirtschaftliche Anwendungen zunutze zu machen. Dabei könne die Anlage in Ehningen entscheidend helfen.

IBM ist neben dem US-Konkurrenten Google auf diesem Gebiet führend. Der Quantencomputer ist IBM zufolge seit November in Deutschland, seit Februar arbeitet die Fraunhofer-Gesellschaft bereits mit der Anlage. Die offizielle Vorstellung des Computers ging, auch bedingt durch die Corona-Krise, erst jetzt über die Bühne.

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 "IBM Quantum System One" hat eine Rechnerfähigkeit von 27 sogenannten Qubits. Die Fähigkeit zum Bau und zur Nutzung der neuen Computer-Kategorie, die sehr viel schneller als die bisherigen konventionellen Super-Computer rechnen können, hat große geostrategische Bedeutung. Deshalb hat die Bundesregierung erst vor wenigen Wochen zwei Milliarden Euro in die Entwicklung deutscher Quantentechnologie gesteckt.

  • Derart ungewöhnlich sieht ein Quantencomputer außerhalb
    Technologie : Der Traum vom Quantencomputer 
  • Die Poller sollen eigentlich Autos den
    Alter Markt in Viersen-Dülken : Die Poller-Anlage ist schon wieder defekt
  • US-Präsident Joe Biden (l.) und Nato-Generalsekretär
    Gipfeltreffen in Brüssel : Nato bereitet sich auf stärkere Auseinandersetzung mit China vor

Fraunhofer hat den Computer jetzt für drei Jahre zur Verfügung und vermietet ihn auch an andere Forscher und industrielle Kunden. Man könnte auch sagen, dass IBM damit ein "Appetit-Häppchen" zur Verfügung gestellt hat, weil Unternehmen und Institutionen nun quantenbasierte Rechenstrategien ausprobieren können. Dies dürfte den Run auf die neue Technik noch beschleunigen. Immerhin betreibt IBM in den USA bereits 25 Quantencomputer, die mehr als 250.000 Nutzern zugänglich sind. Laut Bundeswirtschaftsministerium prognostizieren Experten für den Quantencomputer mittel- und langfristig ein Marktpotenzial in Höhe eines dreistelligen Milliardenbetrags.

Die deutsche und europäische Aufholjagd ist aus Sicht von Regierung und Forschern bitter nötig. Denn vor allem die USA und China gelten als weltweit führend auf diesem Feld. In den USA investieren vor allem Firmen wie IBM oder Google Milliarden in die neue Technologie, im kommunistischen China fördert dies vor allem der Staat. Und wie bei anderen Technologien ist Deutschland mit seinen zwei Milliarden Euro zwar führend in Europa, doch die Summen erreichen nicht das Niveau der technologischen Rivalen. Die USA und China hätten schon rund zehn Milliarden Dollar in den Bereich investiert, sagte Peter Leibinger, stellvertretender Vorsitzender der Gruppengeschäftsführung der Firma Trumpf. Weil die nötigen Investitionen für ein EU-Land alleine zu groß sind, pochte die Bundesregierung auch darauf, das Thema im EU-Forschungsrahmenplan zu verankern.

Trotz des Rückstands gibt man sich in Berlin und unter den Forschern optimistisch. Im Forschungsministerium weist man darauf hin, dass noch gar nicht entschieden sei, mit welcher Technik sich künftig die schnellsten Quantencomputer bauen lassen. IBM und Google etwa setzen vor allem auf Supraleiter-basierte Quantenprozessoren, die aber sehr stark gekühlt werden müssen. Eine Alternative sind etwa sogenannte Ionenfallen basierte Bauweisen, die aber noch erprobt werden müssen.

Als eigentliche Kunst gilt zudem die Vernetzung der einzelnen Komponenten - dazu gehören Software, Sensorik und Hardware. Das Forschungsministerium steckt deshalb rund 1,1 Milliarden Euro in die Entwicklung verschiedener Bereiche der Quantentechnologie, die sich gegenseitig ergänzen sollen. Das Wirtschaftsministerium wiederum gibt 740 Millionen Euro an das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Dieses soll mit industriellen Partnern und Start-Ups zwei Konsortien bilden, um einen deutschen Quantencomputer - also die Hardware - sowie die entsprechende Software und Anwendungen zu entwickeln. Ein Demonstrator soll in den kommenden ein bis zwei Jahren fertiggestellt werden, sagte Andreas Tünnermann, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena.

Wie wichtig ein Erfolg wäre, zeigt sich mit Blick auf die Anwendungsfelder. Die extrem leistungsfähigen Computer könnten Probleme berechnen, "die wir mit heutigen Rechnerkapazitäten nur über Jahrzehnte oder vielleicht sogar über Jahrhunderte lösen können", hatte Karliczek schon vor Monaten gesagt. Absehbar sei der Einsatz in der Chemie- oder Pharma-Industrie, Materialforschung oder in der Verkehrslenkung. Aber es geht auch um die sehr komplexen Klimawandel- und Pandemie-Simulationen - oder militärische Anwendungsbereiche, die vor allem für die Atommächte USA und China wichtig sind. Auch aus Sicht der EU-Kommission ist die Kompetenz auf diesen Gebieten wichtig für die angestrebte technologische Souveränität der EU.

Fraunhofer-Chef Neugebauer verwies am Dienstag darauf, dass man die IBM-Technologie mit europäischen Datenschutzregeln verbinde. "Die Daten bleiben hier" und würden nicht in den USA gespeichert.

(felt/REU)