Quanten- vs. Supercomputer Cyberagentur investiert in die Entwicklung mobiler Quantencomputer

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Agentur für Innovation in der Cybersicherheit GmbH

Infineon Technologies AG

Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

RECOM Power GmbH

35 Millionen Euro hat die Agentur für Innovationen in der Cybersicherheit GmbH (aka Cyberagentur) im September 2024 lockergemacht, um mehrere Unternehmen bei der Entwicklung mobiler Quantencomputer zu fördern. Ziel sei es, den mobilen Einsatz von Quantencomputern in Sicherheits- und Verteidigungsszenarien sowie in zivilen Anwendungen zu ermöglichen.

Einer will immer der Größte, Beste, Schnellste sein. Superlative werden immer gefeiert, sei es im Sport, im Baugewerbe oder schlicht und einfach in der Küche. Menschen scheinen dazu gemacht, sich im Wettstreit miteinander zu befinden, und deswegen wird auch seit geraumer Zeit darüber diskutiert, welcher Computer in Zukunft das heißeste Gerät darstellen wird: der Quantencomputer oder der Supercomputer?

Quantencomputer sind deswegen spannend, weil sie auf einer gänzlich anderen Technologie als normale Supercomputer basieren. Sie nutzen sogenannte Qubits, die den Zustand 0, 1 oder eine Superposition aus beiden Zuständen annehmen können. Theoretisch sind sie deswegen in der Lage, viele Berechnungen parallel durchführen zu können. Im Gegensatz dazu arbeiten Supercomputer nur mit klassischen Bits, also entweder 0 oder 1.

Die Vorteile von Quantencomputern zeigen sich besonders bei Aufgaben wie der Simulation von Molekülen, der Faktorisierung großer Zahlen (was für die Kryptografie und damit für die Entwicklung von Sicherheits-Technologien wichtig ist) oder der Optimierung komplexer Systeme. Für solche Probleme könnten Quantencomputer irgendwann eine enorme Zeitersparnis bieten … die Betonung liegt auf irgendwann.

Quantencomputer stecken noch in den Kinderschuhen

Quantencomputer haben großes Potenzial, aber sie stehen noch am Anfang ihrer Entwicklung. Sie stellen momentan eher ein Spezialwerkzeug für bestimmte Aufgaben dar, die Supercomputer nicht gut bewältigen können. Denn Quantencomputer sind sehr empfindlich und anfällig für Fehler; dazu ist die Skalierung solcher Systeme bislang schwierig.

Umso interessanter ist es, dass die bundeseigene Cyberagentur in Halle an der Saale im September 2024 drei Technologieunternehmen und -konsortien den Auftrag gegeben hat, Prototypen für mobile Quantencomputer zu entwickeln. Dabei handelt es sich um neQxt GmbH, Oxford Ionics Limited zusammen mit Infineon Technologies AG und um Quantum Brilliance GmbH zusammen mit Parity Quantum Computing GmbH. Diese drei Teams konnten sich bei der Ausschreibung einer Forschungsfinanzierung in Höhe von mehr als 35 Millionen Euro durchsetzen.

Mobiler Miniquantencomputer

Die Projekte „maQue“, „Min-Ion“ und „Diamonds-MQC“ haben zum Ziel, die Miniaturisierungsbemühungen im Bereich der Quantencomputer und Quantenprozessoren voranzubringen, um, wie es die Cyberagentur formuliert, „die Miniaturisierung bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit von Quantencomputern und der notwendigen Peripherie für das Projekt „Mobiler Quantencomputer – Quantenprozessoren für den mobilen Einsatz in Verteidigungs- und Sicherheitsanwendungen“ voranzutreiben“.

Das Projektergebnis wurde dabei vorgegeben, denn es soll dabei nicht viel weniger als ein kompakter, leichter, energieeffizienter und gegen sich ändernden Umgebungsbedingungen robuster Quantencomputer dabei herumkommen. Damit wünscht man sich, die Quantentechnologie aus den Labors herauszubekommen.

Das ist eine nicht zu unterschätzende Herausforderung, denn da die Qubits sehr sensibel reagieren, werden die meisten Quantencomputer bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt betrieben, um die Supraleitung zu ermöglichen. Hitze, Licht, Vibrationen, elektromagnetische Strahlung, all das ist der reibungslosen Funktion der Qubits nicht förderlich. Darum werden die meisten der Geräte in schall- und strahlungsgeschützten Räumen betrieben, oft in Vakuumkammern.

Mit dem Miniaturisierungswunsch der Quantentechnologie ist die Cyberagentur aber bei weitem nicht allein auf weiter Flur. Bereits seit einigen Jahren wird etwa bei Sandia National Laboratories daran gearbeitet, die Teile eines Quantenkompasses zu verkleinern. Zuletzt kam etwa die Entwicklung einer Vakuumkammer dabei herum, die nicht viel größer als eine Avocado ist. (sb)

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