EURACTIV besuchte QuTech, ein niederländisches Forschungsinstitut, das zu den weltweit vielversprechendsten für Quantencomputing und Quanteninternet gehört, um mehr über den Stand der Technik zu erfahren und was nötig ist, um im Rennen um den „Quantenvorteil“ voranzukommen.
Der Quantenvorteil ist das Ziel zu zeigen, dass ein Quantencomputer Probleme von kommerziellem oder gesellschaftlichem Wert lösen kann, die kein klassischer Computer in ähnlich kurzer Zeit lösen könnte. Probleme könnten beispielsweise im Bereich der Medizin oder der Supply-Chain-Logistik viel schneller gelöst werden.
Derzeit hat es noch kein Institut, Unternehmen oder Land geschafft, dieses Stadium zu erreichen, aber der globale Wettlauf ist eröffnet, denn der Quantenvorsprung wäre aus wissenschaftlicher und wirtschaftlicher Sicht ein enormer Vorsprung.
„Diese Technologie wird wahrscheinlich zu einer Störung der Wirtschaft führen, und die Länder sind sich dessen jetzt bewusster. Verschiedene Regierungen mischen sich stark ein. Die EU muss das sehen und das Quantenfeld aktiv unterstützen“, Niels Bultink, CEO des Start-ups Qblox, gegenüber EURACTIV.
Die Niederlande, Europas Hotspot für Quantentechnologien, sind über den Proof-of-Principle hinaus in die Entwicklungsphase fortgeschritten.
Um in die nächste Phase zu gelangen, nämlich die Kommerzialisierung von Quantencomputern, Netzwerken und Sensoren, setzen die Niederlande auf einen „Ökosystemansatz“, das heißt, sie fördern Bildung, Forschung und Entwicklung und Wissenschaft, aber auch die Geschäfts- und Investitionsaspekte.
Ökosystemansatz
„Um diese Technologie zu skalieren, muss man verstehen, dass diese Bereiche voneinander abhängig sind. Ohne die richtigen Talente, Risikokapital und Start-ups werden Sie die Branche nicht aufbauen“, sagte Somya Gupta, QuTechs Leiterin für Innovation und strategische Partnerschaften, gegenüber EURACTIV.
Derzeit wird an der TU Delft das erste „House of Quantum“ mit Leben gefüllt. Dieses Gebäude und die geplanten Einrichtungen repräsentieren diesen Ökosystem-Ansatz, da sie Unternehmen, Investoren und Forscher auf seinen 12.000 „Quantenquadratmetern“ verbinden.
Das House of Quantum wurde von Quantum Delta NL initiiert, einer öffentlich-privaten Partnerschaft von globalen Technologieunternehmen, Regierungsbehörden und Quantenforschungszentren. Quantum Delta NL verbindet die fünf niederländischen Quanten-Hubs in Delft, Eindhoven, Leiden, Twente und Amsterdam.
Die nationale Initiative verfolgt vier Aktionslinien: Forschung und Innovation, Ökosystem- und Marktentwicklung, Humankapital und soziale Auswirkungen. In Bezug auf das Humankapital betont Quantum Delta NL, dass Talent und Bildung die Motoren des Erfolgs sind, weshalb neue Masterprogramme für Quantentechnologiekurse geschaffen werden.
In Bezug auf die vierte Aktionslinie besteht die Idee darin, dass, obwohl technische Herausforderungen überwunden werden müssen, bevor skalierbare Quantenanwendungen verfügbar sind, potenzielle Anwendungsfälle bereits untersucht werden sollten.
„Ethische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte von Quantenanwendungen müssen von Anfang an berücksichtigt werden“, sagte Freeke Heijman, Direktorin von Quantum Delta NL, gegenüber EURACTIV.
Fehlende strategische Finanzierung
Während auf nationaler Ebene Anstrengungen unternommen werden, um die Quantentechnologie voranzubringen, wird auf EU-Ebene ein Mangel an strategischen Investitionen kritisiert.
Beispielsweise erhielt Quantum Delta NL 615 Millionen Euro vom National Growth Fund, um in den nächsten sieben Jahren Quantentechnologie zu entwickeln.
Im Rahmen der Europäischen Kommission Flaggschiffe zur Bewältigung technologischer Herausforderungeneinige Programme finanzieren Quantentechnologien.
Laut Heijman besteht das Problem jedoch darin, dass solche Mittel über die EU verteilt werden und nicht in bestimmte Projekte fließen. „Wir sehen diese Tendenz, EU-Investitionen zu verwässern. Aber um Wirkung zu erzielen, ist es hilfreicher, sich auf strategische Orte zu konzentrieren“, sagte Heijman.
Dieses Problem wurde auch von angesprochen Garrelt Alberts, Geschäftsführer des Start-ups Orange Quantum Systems. „Der Ansatz, dass jeder eine halbe Million Euro bekommt, tötet Aufstiege. Wir haben Ambitionen, wir müssen die Leistung von Quantenchips drastisch steigern, und das kostet viel Geld“, sagte Alberts gegenüber EURACTIV.
In Bezug auf den Vorschlag für ein europäisches Chipgesetz hofft Alberts, dass die industrielle Entwicklung und Produktion hochgefahren wird, wie dies in anderen Ländern wie China der Fall ist.
In seinem letzte Version, erwähnt der Entwurf des Chipgesetzes die Unterstützung des Feldes durch innovative Designbibliotheken für Quantenchips, Pilotlinien zur Integration von Quantenschaltkreisen und Steuerelektronik oder Test- und Experimentiereinrichtungen. Genaue Pläne und Projekte sind jedoch noch nicht bekannt.
Ohne größere Investitionen bleibt die Frage der Skalierbarkeit. „Im Vergleich zu den USA ist die Kapitalmenge, die Deep-Tech-Startups in der EU zur Verfügung steht, einfach unzureichend. Wir brauchen das dringend, um uns zu verbessern und international wettbewerbsfähig zu bleiben“, sagte Matthijs Rijlaarsdam, CEO von QuantWare, einem Entwickler von Quantenhardware, gegenüber EURACTIV.
Technologische Herausforderungen
Technologische Herausforderungen bestehen darin, Qubits zu erhöhen und Fehler zu reduzieren. „Um komplexe Probleme zu lösen, sind sowohl die Quantität als auch die Qualität der Qubits unerlässlich. Beide müssen hoch sein“, Menno Veldhorst, außerordentlicher Professor bei QuTech Delft, erklärt.
Derzeit liegt die maximale Anzahl von Qubits, der Grundeinheit von Quantencomputern, die in Quantenchips gepackt werden können, in den Niederlanden zwischen 10 und 100.
Um die Schwelle von mindestens 1000 Qubits zur Lösung komplexer Fragestellungen zu erreichen, rechnet Niels Bultink, CEO des Start-ups Qblox, noch mit mindestens fünf bis zehn Jahren, und das betrifft nur die Entwicklung im Labor.
„Wir wissen nicht, wann wir die Schwelle erreichen werden, daher sind Investitionen in diesem Bereich sehr riskant. Aber damit Europa überhaupt eine Chance hat, müssen wir uns dort spezialisieren und investieren“, fügte Somya Gupta hinzu.
[Edited by Luca Bertuzzi/Nathalie Weatherald]