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Quantencomputer könnten bestimmte Rechenaufgaben um ein Vielfaches schneller lösen als heutige Superrechner. Deutschland ist in dieser Technologie noch nicht abgehängt. Doch der Rückstand wächst, wenn der kommerzielle Durchbruch ausbleibt.
Drei technische Ansätze, ein offenes Rennen
Das Leipziger Startup SaxonQ entwickelt Quantencomputer auf Basis von Diamantchips. Das System ist kompakt: ein schwarzer Kasten in der Größe eines Kühlschranks, betrieben an einer normalen Haushaltssteckdose. SaxonQ-Mitgeschäftsführer Frank Schlichting sieht Einsatzfelder in der Energieversorgung, der medizinischen Forschung und bei KI-Anwendungen.
Das Münchener Unternehmen Peak Quantum, hervorgegangen aus einer Forschungsgruppe des Walter-Meißner-Instituts, verfolgt einen anderen Weg. Es setzt auf supraleitende Prozessoren, die auf nahezu minus 273 Grad Celsius gekühlt werden. Das Unternehmen optimiert Materialeigenschaften und Chiparchitektur, um Fehler zu reduzieren.
Das Siegener Startup EleQtron arbeitet mit Ionenfallen. Dabei werden elektrisch geladene Atome mit Lasern oder Mikrowellen manipuliert, um sogenannte Qubits zu erzeugen. Qubits sind die kleinste Recheneinheit eines Quantencomputers. Sie nehmen nicht nur den Zustand null oder eins an, sondern theoretisch beliebig viele Zwischenzustände. Das erlaubt paralleles Abarbeiten mehrerer Rechenschritte.
Jan Leisse, Mitgründer und Vorstandschef von EleQtron, bringt den Stand der Technik auf den Punkt: Das Rennen ist offen, aber der große Durchbruch ist noch keinem Anbieter gelungen.
Das Kernproblem: Fehlerkorrektur frisst Rechenleistung
Quantencomputer reagieren extrem empfindlich auf äußere Störungen. Temperaturveränderungen, elektromagnetische Felder oder mechanische Erschütterungen verfälschen Rechenergebnisse. Mit jedem zusätzlichen Qubit steigt der Aufwand für die Fehlerkorrektur exponentiell.
Jens Eisert, Professor am Dahlem Center for Complex Quantum Systems der Freien Universität Berlin, beschreibt Störungen als den zentralen Gegner des Quantenrechnens.
Das hat praktische Konsequenzen für die Bewertung von Ankündigungen großer Konzerne. Google und IBM kommunizieren hohe Qubit-Zahlen. Ein Großteil dieser Qubits wird jedoch für die Fehlerkorrektur verbraucht. Für die eigentlichen Berechnungen stehen bislang nur wenige sogenannte logische Qubits zur Verfügung. Als Mindestschwelle für den kommerziellen Einsatz gilt eine dreistellige Zahl logischer Qubits. Diese Marke hat bisher kein Anbieter öffentlich dokumentiert erreicht.
640 Millionen Euro Förderung bis 2030
Die Bundesregierung hat den Entwicklerwettbewerb Quantum Computing Competition aufgelegt. Insgesamt 640 Millionen Euro stehen bereit. Bewerben können sich Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Ziel: bis 2030 mindestens zwei industriell nutzbare Quantencomputer auf internationalem Spitzenniveau.
Leon Koch, Mitgründer und Chef von Peak Quantum, betont, dass Deutschland und Europa in dieser Technologie noch nicht abgehängt seien. Genau deshalb sei der Zeitpunkt wichtig.
Der Vergleich mit KI zeigt, was auf dem Spiel steht. Bei Künstlicher Intelligenz haben US-Konzerne wie Google, Microsoft und Meta einen strukturellen Vorsprung aufgebaut, der sich kaum aufholen lässt. Bei Quantencomputern ist das Feld noch nicht verteilt.
Kein Ersatz, sondern Ergänzung zu klassischen Rechnern
Quantencomputer werden klassische Hochleistungsrechner nicht ersetzen. Sie sind für bestimmte Aufgaben überlegen: Verschlüsselung und Entschlüsselung von Daten, Routenoptimierung für Logistikunternehmen, bestimmte KI-Berechnungen und Simulationen molekularer Strukturen in der Materialforschung. Für Standardaufgaben bleiben klassische Server effizienter.
Für Industrie- und Mittelstandsunternehmen bedeutet das: Ein direkter Einsatz von Quantencomputern im Betrieb ist in den meisten Branchen frühestens nach 2030 realistisch. Für Betriebe in der Logistik, der Pharmaindustrie oder der Kryptographie lohnt es sich, die Technologieentwicklung zu beobachten und Kompetenz frühzeitig aufzubauen.
Fazit
Deutsche Unternehmen wie SaxonQ, Peak Quantum und EleQtron sind technisch wettbewerbsfähig. Das Fördervolumen der Bundesregierung gibt dem Standort Zeit. Die Frage ist, ob es gelingt, die Lücke zwischen Forschungsleistung und kommerziellem Produkt zu schließen, bevor US-amerikanische oder chinesische Anbieter die Marktstrukturen festlegen. Der Durchbruch bei der Fehlerkorrektur ist die technische Schlüsselfrage. Wer sie zuerst löst, setzt den Standard.
