Nächster Turbo für Data Center: Quantencomputing und die Chancen für Anleger

Die Techriesen Alphabet und IBM wollen 2030 den ersten fehlertoleranten ­Rechner liefern. Das Start-up Quantinuum will bis Sommer an die Börse. Wie Anleger investieren.

Vor dem Big Bang im Quantencomputing? Experten sind sich uneinig, ob das Rechnen mit Qubits, miteinander verbundene Elementarteilchen, die quantenphysikalisch zwei Stadien gleichzeitig haben können, den ersten Realitätstest bereits absolviert hat. Fest steht aber, dass die Rechner bei bestimmten komplexen Aufgaben um ein Vielfaches schneller sein werden als Supercomputer, wenn die Technologie im großen Maßstab beherrscht wird. Den jüngsten Schub auf diesem schwierigen Weg lieferte die britische Großbank HSBC. Mit IBMs Quantencomputing-Chip Heron konnte die Bank bei der Vorhersage, wie wahrscheinlich es ist, dass eine Anleihe zu einem bestimmten Preis gehandelt wird, nach eigenen Angaben eine Verbesserung um 34 Prozent erreichen. HSBC und IBM nutzten einen anonymisierten Datensatz europäischer Anleihenhandelsdaten und damit erstmals im großen Stil reale Handelsdaten, um den Vorteil der Technologie zu demonstrieren, die bisher der akademischen Forschung vorbehalten ist: „Ein ‚Sputnik-Moment‘ für Quantumcomputing? Mein Instinkt sagt ja“, freut sich Philip Intallura, Leiter der Quantentechnologien bei HSBC. Sein Kommentar ist eine Anspielung auf das Ereignis, das während des Kalten Krieges ein Wettrennen ins All zwischen den USA und der Sowjetunion auslöste. Es sei zwar kein Livehandel gewesen, aber eine Demons­tration im Realbetrieb und im Maßstab eines echten Handels, erläutert Intallura.

Scott Aaronson, Professor für Computerwissenschaft an der Universität von Texas, bleibt skeptisch: „Es gibt bisher keinen Grund anzunehmen, dass diese Verbesserung der Effizienz mit Quantenmechanik erreicht wurde.“ Auch die am Projekt beteiligten Wissenschaftler schrieben, es seien weitere Analysen notwendig, um die Effizienz zu erklären. 

ChatGPT-Moment ab 2030 möglich

Wie bei künstlicher Intelligenz (KI), bei der in den Jahrzehnten der Forschung zahlreiche technologische Hürden überwunden wurden, bevor OpenAI mit ChatGPT im November 2022 überraschend der Durchbruch gelang, werden bis zum ChatGPT-Moment des Quantencomputing noch einige Jahre vergehen. Nach schnellen Fortschritten im vergangenen Jahr schließen Alphabet und IBM, die bei Quantencomputing-Chips führend sind, den Durchbruch für 2030 nicht mehr aus. Kommt es so, würden Quanten­computingmärkte — ähnlich wie bei KI — rasant anziehen, prognostiziert die Investmentbank Mizuho. Optimiert werden könnten: der Wertpapierhandel, die Logistik, Stromnetze oder die Pfade von Robotern in Fertigung. Dort nutzt BMW bereits Quantencomputing-ähnliche Systeme von D-Wave Computing. Mit Optimierung könnten nach dem ChatGPT-Moment 2035 bereits 45 Milliarden US-Dollar umgesetzt werden, fünf Jahr später 82 Milliarden. D-Wave, ein Aufsteiger mit knapp 40 Millionen Dollar Umsatz für 2026, ist hier führend. Für Simulation und anspruchsvollere Anwendung ist die Technologie des Unternehmens jedoch nicht ausreichend. Um bei vollwertigen Quantenrechnern im Rennen zu bleiben, übernahm D-Wave jüngst Quantum Circuits. Die Kanadier werden noch in diesem Jahr das Quantencomputing-System präsentieren, mit dem sie gegen die Großen antreten. So haben sie dann auch Zugang zum Markt für ­Simulationen in der Molekularforschung in Branchen wie Chemie, Pharma und Materialforschung. Die Erlöse mit Quantencomputing-Simulation könnten 2035 und 2040 jeweils 68 und 145 Milliarden Dollar erreichen. Bei KI in Kombination mit Quantencomputing werden 62 und 123 Milliarden Dollar ­geschätzt.

Bei der Basistechnologie Quantennetzwerkrechner (Server) könnten die Erlöse 2040 rund 400 Milliarden Dollar erreichen. Mit KI-Servern sollte dann fast schon das Fünffache umgesetzt werden. Prognosen über lange Zeiträume sind jedoch mit vielen großen Unsicherheiten belastet. Die möglichen Anwendungen sind jedenfalls zahlreich.

Zwei Techriesen und vier Start-ups

D-Wave Quantum, IonQ und Rigetti Computing, bereits an der Börse, und Quantinuum, das bis Sommer auf dem Parkett sein will, trauen sich zu, bei der Entwicklung ihrer Technologien den Zeitplan von IBM und Alphabet einzuhalten. IBM und Alphabet verfügen über große Ressourcen, verdienen in anderen Bereichen sehr gut und sind Cloud-Dienstleister mit eigenen Rechenzentren: alles wertvolle Resourcen im Quantencom­puting und somit zwei recht sichere Invest­ments.

Jedoch muss bis zum ersten „fehlertoleranten“ Quantenrechner, der es mit Supercomputern aufnehmen kann, technologisch noch viel erreicht werden: zum Beispiel ausreichend viele Qubits, „miteinander verbundene“ Paare von Elementarteilchen, die zudem ausreichend lange stabil bleiben. Das funktioniert in den meisten Fällen nur bei Temperaturen nahe am absoluten Tiefpunkt, also nicht viel wärmer als minus 273,15 Grad ­Celsius. Um „fehlerfrei“ zu rechnen, müssen zudem Effekte zwischen Qubits minimiert und Mechanismen zur sofortigen Selbstkorrektur eingebaut werden. IBM und Alphabet kommen hier gut voran. Sie haben das erste fehlertolerante System ab 2030 angekündigt. Für Simulationen, bei denen die Systeme, wie bei Optimierungen mit Supercomputern, zusammenarbeiten, sind mehrere Millionen fehlertolerante Qubits notwendig, für die Königsdisziplin Kryptografie, das Knacken komplexer Sicherheitscodes, 20 Millionen. IBMs Heron, Quantinuums H2 und Alphabets Willow sind bei rund hundert Qubits. Bis 2030 muss eine beachtliche Skalierung gelingen. Quantinuum entstand 2021 als Zusammenschluss einer Tochter des US-Industriekonzerns Honeywell mit Cambridge Quantum. Zu den Kunden der Briten zählen Airbus, BMW, HSBC und JP Morgan. Wie IonQ setzt auch Quantinuum bei Qubits auf elektrisch geladene Teilchen, also Ionen, die zum „Rechnen“ von elektromagnetischen Feldern gehalten werden. Der große Vorteil: Die Technologie sollte auch bei Zimmertemperatur funktionieren. Für Quantencomputing mit Ionen müssen dafür jedoch, einfach gesagt, andere hohe Hürden überwunden werden. Der Aspekt Zimmertemperatur hat das ­Interesse von Infineon geweckt. Chips werden bei ähnlichen Temperaturen gefertigt. Der Chipentwickler arbeitet mit den Briten zusammen und hat sicher auch IonQ im Blick. Die Briten bauen mit Halbleitertechnologien Ionenfallen effizient und kostengünstig. Zudem hat IonQ nun auch Zugang zu britischen Fördergeldern. Das alles hilft dem jungen Unternehmen, um wie geplant 2030 fehlertolerante Systeme mit zwei Millionen Qubits zu bauen. 2026 sollte der Erlös um gut 80 Prozent auf knapp 196 Millionen Dollar zulegen, nach 150 Prozent mehr im Vorjahr.

Rigetti erreicht mit Supraleitern wie IBM und Alphabet hohe Rechengeschwindigkeiten, muss jedoch bei der Fehlerkorrektur noch deutlich aufholen. Anders als die Konkurrenz baut Rigetti seine Quantenchips aus Modulen (Chiplets). Das erleichtert die Skalierung bei der Erweiterung eines Systems. Mit geschätzten 21 Millionen Dollar Umsatz für 2026, knapp das Dreifache des Vorjahres, ist Rigetti das kleinste der börsennotierten Start-ups.

Quantenrechner werden häufig im Verbund mit Superrechnern arbeiten. Nvidia ist deshalb bereits im Geschäft mit Quantinuum, IonQ und Rigetti. Sie nutzen für Tests Nvidias Supercomputer Eos, Cuda-Q/QX, eine Version von Nvidias Software zum Verbinden der Rechenplattformen, und mit NVQLink Nvidias Netzwerktechnologie. 

Lesen Sie auch:

Silberknappheit ohne Ende - Börse versucht einzugreifen, doch der Kurs steigt weiter

Oder:

„Definitiv nicht“: US-Finanzminister dementiert Dollar-Intervention gegen den Yen