Europas Quanten-Pioniere fordern strategische EU-Förderung für "Quantenüberlegenheit"

EURACTIV hat QuTech besucht, ein niederländisches Forschungsinstitut, das zu den weltweit vielversprechendsten für Quantencomputing und Quanteninternet gehört, um mehr über den Stand der Technologie und die Voraussetzungen für Fortschritte im Rennen um die „Quantenüberlegenheit“ zu erfahren.

Unter „Quantenüberlegenheit“ versteht man das Ziel, zu zeigen, dass ein Quantencomputer Probleme von kommerziellem oder gesellschaftlichem Interesse lösen kann, wie es kein klassischer Computer in einer ähnlich kurzen Zeitspanne könnte. Beispielsweise könnten Probleme im Bereich der Medizin oder der Lieferkettenlogistik dadurch viel schneller gelöst werden.

Derzeit hat es noch kein Institut, Unternehmen oder Land geschafft, dieses Stadium zu erreichen, aber der globale Wettlauf hat begonnen, da das Erreichen der Quantenüberlegenheit aus wissenschaftlicher und wirtschaftlicher Sicht einen enormen Vorsprung bedeuten würde.

„Diese Technologie wird wahrscheinlich zu einem Riss in der Wirtschaft führen, und die Länder sind sich dessen jetzt stärker bewusst. Verschiedene Regierungen engagieren sich stark. Die EU muss das erkennen und den Quantenbereich aktiv unterstützen“, sagte Niels Bultink, der CEO des Start-ups Qblox, gegenüber EURACTIV.

Die Niederlande, Europas Hotspot für Quantentechnologien, sind inzwischen über den Grundsatzbeweis hinaus in die Entwicklungsphase vorgedrungen.

Um die nächste Phase zu erreichen, 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 Business- und Investitionsaspekte der Technologie.

Ökosystemansatz

„Um diese Technologie zu skalieren, muss man verstehen, dass diese Bereiche voneinander abhängig sind. Ohne die richtigen Talente, Risikokapital und Start-ups wird man die Industrie nicht aufbauen können“, sagte Somya Gupta, QuTechs Leiter für Innovation und strategische Partnerschaften, gegenüber EURACTIV.

Derzeit wird an der TU Delft das erste „House of Quantum“ in Betrieb genommen. Dabei handelt es sich um ein Gebäude und geplante Einrichtungen, die Unternehmen, Investoren und Forscher:innen auf 12.000 “ Quadratmetern Quantum “ miteinander verbinden.

Das House of Quantum wurde von Quantum Delta NL in die Wege geleitet, einer öffentlich-privaten Partnerschaft von globalen Technologieunternehmen, Regierungsbehörden und Quantenforschungszentren. Quantum Delta NL verbindet die fünf niederländischen Quantenzentren 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 der Schlüssel zum Erfolg sind, weshalb neue Masterstudiengänge in Quantentechnologie geschaffen werden.

Was die vierte Aktionslinie anbelangt, so besteht die Idee darin, dass die technischen Herausforderungen zwar überwunden werden müssen, bevor skalierbare Quantenanwendungen zur Verfügung stehen, dass aber potenzielle Anwendungsfälle bereits erforscht werden sollten.

„Ethische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte von Quantenanwendungen müssen von Anfang an berücksichtigt werden“, sagte Freeke Heijman, Leiter von Quantum Delta NL, gegenüber EURACTIV.

Mangel an strategischer Finanzierung

Während auf nationaler Ebene Anstrengungen unternommen werden, um die Quantentechnologie voranzubringen, wird auf EU-Ebene ein Mangel an strategischen Investitionen kritisiert.

So erhielt Quantum Delta NL 615 Millionen Euro aus dem Nationalen Wachstumsfonds, um in den nächsten sieben Jahren Quantentechnologie zu entwickeln.

Die Europäische Kommission finanziert im Rahmen ihrer Vorzeigeprogramme zur Bewältigung technologischer Herausforderungen einige Programme im Bereich der Quantentechnologie.

Laut Heijman bestehe das Problem jedoch darin, dass diese Mittel über die gesamte EU verteilt werden, anstatt sie in spezifische Projekte fließen zu lassen. „Wir sehen diese Tendenz, die 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 Garrelt Alberts, dem Geschäftsführer des Start-ups Orange Quantum Systems, angesprochen. „Der Ansatz, dass jeder eine halbe Million Euro bekommt, macht den Fortschritt zunichte. Wir haben ehrgeizige Ziele, wir müssen die Leistung von Quantenchips drastisch erhöhen, und das erfordert eine Menge Geld“, sagte Alberts gegenüber EURACTIV.

Was den Vorschlag für ein Europäisches Chip-Gesetz betrifft, so hofft Alberts, dass die industrielle Entwicklung und Produktion angekurbelt wird, wie es in anderen Ländern, beispielsweise in China, bereits geschieht.

In seiner jüngsten Fassung beinhaltet der Entwurf des Chip-Gesetzes die Förderung dieses Bereichs durch innovative Design-Bibliotheken für Quantenchips, Pilotlinien für die Integration von Quantenschaltungen und Steuerungselektronik oder Test- und Experimentiereinrichtungen. Genaue Pläne und Projekte wurden jedoch noch nicht bekannt gegeben.

Ohne größere Investitionen bleibt die Frage der Skalierbarkeit ungeklärt. „Im Vergleich zu den USA ist das Kapital, das Start-ups im Bereich der Spitzentechnologie in der EU zur Verfügung steht, einfach unzureichend. Das muss sich dringend verbessern, um international wettbewerbsfähig zu bleiben“, sagte Matthijs Rijlaarsdam, CEO von QuantWare, einem Entwickler von Quantenhardware, gegenüber EURACTIV.

Technologische Herausforderungen

Die technologischen Herausforderungen bestehen darin, die Anzahl der Qubits zu erhöhen und Fehler zu reduzieren. „Um komplexe Probleme zu lösen, sind sowohl die Quantität als auch die Qualität der Qubits entscheidend. Beide müssen hochwertig sein“, erklärte Menno Veldhorst, außerordentlicher Professor am QuTech Delft.

Zurzeit 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 Bearbeitung komplexer Aufgaben zu erreichen, rechnet Niels Bultink, der CEO des Start-ups Qblox, mit mindestens fünf bis zehn weiteren 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 spezialisieren und dort investieren“, fügte Somya Gupta hinzu.

[Bearbeitet von Luca Bertuzzi und Nathalie Weatherald]