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Wo steht Deutschland beim Quantencomputer?

29. November 2021, 15:00 Uhr | Iris Stroh
BMBF/Hans-Joachim Rickel
Bundesministerin Anja Karliczek und Jan Goetz, CEO von IQM
© BMBF/Hans-Joachim Rickel

Mit dem Forschungsprojekt Q-Exa (Quantencomputer-Erweiterung durch Exascale-HPC), ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 40,1 Mio. Euro gefördertes Forschungsprojekt, will Deutschland beim Quantencomputing aufholen.

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll ein Quantencomputer mit 20 Qubits in das Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften bei München integriert werden. Anja Karliczek, Bundesministerin für Bildung und Forschung, übergab die Förderurkunde an Dr. Jan Goetz, CEO von IQM, und erklärte: »Das internationale Wettrennen im Bereich der Quantentech­nologien ist in vollem Gange. Deutschland und die Europäische Union müssen hier zur Sicherstellung unserer technologischen Souveränität mit ganzer Kraft mithalten. Wir wollen selbst in der Lage sein, über die Technologie eigenständig zu verfügen und sie weiterzuentwickeln.« Mit dem Projekt Q-Exa schlage man ein neues, vielversprechendes Kapitel auf dem Weg zum Quantencomputer ‚made in Germany‘ auf. Die Integration eines Quantencomputers in die Infrastrukturen des Leibniz-Rechenzentrums berge enormes Potenzial für Wissenschaft und Wirtschaft. »Das Projekt wird dazu beitragen, den Quantencomputer an die Praxis heranzuführen und für Anwender aus Wissenschaft und Industrie konkret nutzbar zu machen.«

Heute schon abgehängt?

Kommt die Initiative zu spät, sind andere Regionen/Staaten nicht schon viel weiter? Beispielsweise verfügt der 2019 vorgestellte Sycamore von Google über 54 Qubits, außerdem war erst vor Kurzem zu lesen, dass Google Quantum AI (Entwickler von Sycamore) auch bei den für Quantencomputern notwendigen Fehlerkorrekturverfahren deutliche Fortschritte erzielt hat. IBM wiederum hat im November dieses Jahres seinen Eagle-Prozessor mit 127 Qubits vorgestellt. Bei DW (Deutsche Welle) war im Herbst dieses Jahres zu lesen, dass China Prozessoren mit bis zu 66 Qubits entwickelt hat. 

In einer Ende 2020 erschienenen Studie von McKinsey (Quantum Computing Monitor) wiederum heißt es, dass die Vereinigten Staaten bei der Anzahl sowohl der Startups (33) und etablierten Unternehmen (13) als auch der staatlichen Förderprogramme (14) und akademischen Forschungsgruppen (38) führt. Deutschland liegt mit acht Startups, einem staatlichen Förderprogramm, vier akademischen Forschungsgruppen, aber ohne etabliertes Unternehmen auf dem vierten Platz hinter Kanada und Großbritannien. Die Analysten erklärten auch, dass 2020 die Gesamtinvestitionssumme bereits bei einer halben Milliarde Dollar lag; über 90 Prozent der Investitionen flossen in die Arbeit von Hardwareanbietern.

McKinsey schrieb aber auch, dass Deutschland bzw. Europa aufholt. 2015 gab es in Europa nur neun Startups, 2020 waren es bereits 45. »Europa verfügt somit aktuell über mehr Quanten-Computing Startups als die USA mit 34«, so die Analysten weiter. Darüber hinaus hielten die Analysten fest, dass die staatliche Finanzförderung stark zugenommen hat. McKinsey: »Deutschland nimmt mit einer Fördersumme von insgesamt (d. h. über mehrere Jahre, Anmerkg. der Red.) 2,7 Mrd. Dollar aktuell einen internationalen Spitzenplatz ein. China übertrifft diesen Wert mit 2,5 Mrd. Dollar pro Jahr jedoch deutlich.« Und Anika Pflanzer, promovierte Quantenphysikerin bei McKinsey, betont: »Auch wenn niemand zum jetzigen Zeitpunkt seriös voraussagen kann, wann eine breite Kommerzialisierung möglich wird, müssen sich Europa, Deutschland und die einzelnen Unternehmen schon jetzt intensiv mit dem Thema auseinandersetzen. Europa hat regelmäßig Schwierigkeiten, starke Grundlagenforschung in industrielle und kommerzielle Anwendungen zu bringen. China und die USA haben bereits groß angelegte Exzellenzzentren aufgebaut. Bestehende konzertierte Initiativen müssen unbedingt weiter ausgebaut werden.«

Q-Exa

An dem jetzt gestarteten Projekt Q-Exa (Laufzeit bis 2024) sind vier Partner beteiligt: Verbundkoordinator ist das finnisch-deutsche Startup IQM Quantum Computers, das den 20-Qubit-Quantencomputer-Demonstrator auf der Basis von supraleitenden Schaltkreisen für die Integration in das geplante Exascale-System des Leibniz-Rechenzentrums liefert, Ende 2023 soll der Quantencomputer inte­griert sein. IQM baut auch in Finnland erst einen 20-Qubit-Quantencomputer auf, gefolgt von einem 54-Qubit-System. Dr. Goetz: »Wir werden unseren 20-Qubit-Demonstrator im LRZ so realisieren, dass er auf ein 54-Qubit-System erweiterbar ist.« Zweiter Partner im Forschungsprojekt ist das LRZ (Leibniz-Rechenzentrum), wo der Quantencomputer in das HPC-Zentrum (HPC: High Performance Computing) integriert wird. Dritter Partner ist Atos, Anbieter von Cloud, Cybersecurity und High Performance Computing und Entwickler von Atos QLM, ein Quantensimulator. Und der vierte Partner ist HQS Quantum Simulations, ein Anbieter von Modellen auf Quantenebene für die Materialwissenschaft. 


  1. Wo steht Deutschland beim Quantencomputer?
  2. Eine Pionierleistung

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