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30.06.2022

11:48

Quantencomputing

Millionen für Quantencomputer: Start-up Planqc macht Hoffnung auf deutschen Hightech-Standort

Von: Larissa Holzki

Nach nur wenigen Monaten erhält die Ausgründung des Münchener Max-Planck-Instituts Investorengelder. Es geht um ein Rennen mit Google – und die deutsche Forschungslandschaft.

In einem kontrollierten Umfeld funktioniert die Technologie. Planqc forscht nun daran, sie auch außerhalb des Labors nutzbar zu machen. Axel Griesch, Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Laboraufbau

In einem kontrollierten Umfeld funktioniert die Technologie. Planqc forscht nun daran, sie auch außerhalb des Labors nutzbar zu machen.

Garching In München wächst die Hoffnung auf eine neue Schlüsseltechnologie aus Deutschland. Das erst im April gegründete Quantencomputer-Start-up Planqc hat in einer Finanzierungsrunde 4,6 Millionen Euro von Wagniskapitalinvestoren eingesammelt. Das Gründerteam aus Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts will basierend auf deutscher Spitzenforschung einen Quantencomputer entwickeln.

Mit kaum einer Zukunftstechnologie sind so große Erwartungen verknüpft. Mit ihrer enormen Rechenpower könnten Quantencomputer die Entwicklung von Medikamenten beschleunigen, die Materialforschung revolutionieren und Autos ohne Verkehrsstau durch Innenstädte leiten.

„Sobald unsere Quantencomputer einen Quantenvorteil für ein industrierelevantes Problem zeigen, werden sie ihr enormes soziales und wirtschaftliches Potenzial entfalten“, sagt Alexander Glätzle, Chef und Mitgründer von Planqc. Bisher kann allerdings niemand sicher sagen, ob und wann Menschen in der Lage sein werden, solche Computer zu bauen – und welcher Forschungsansatz für industrierelevante Probleme am vielversprechendsten ist.

Die schnelle Finanzierungsrunde ist aber schon jetzt für die breite Forschungs- und Gründungslandschaft in Deutschland von Bedeutung. Oft wird in Deutschland beklagt, dass auf heimischer Spitzenforschung nur selten innovative und große Unternehmen aufgebaut werden. Planqc gilt als Hoffnungsträger, dass sich das systematisch ändern lässt.

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    Start-up will Quantencomputer entwickeln

    Das Jungunternehmen ist die erste Ausgründung aus dem „Munich Quantum Valley“. Das Netzwerk aus Universitäten, Forschungsinstituten und Unternehmen will weltweit führende Forschungsarbeiten in die industrielle Anwendung bringen und speziell die Gründung von Start-ups forcieren. 380 Millionen Euro aus Landes- und Bundesmitteln stehen dafür seit Beginn des Jahres bereit.

    Johannes Zeiher, Alexander Glätzle, Sebastian Blatt und Lukas Reichsöllner. Planqc

    Die Gründer von Plancq

    Johannes Zeiher, Alexander Glätzle, Sebastian Blatt und Lukas Reichsöllner.

    Glätzle und seine Mitgründer Sebastian Blatt, Johannes Zeiher und Lukas Reichsöllner arbeiten mit Atomen und Laserstrahlen. Sie bauen auf deutscher Grundlagenforschung und Photonikindustrie auf, bei der Deutschland als weltweit führend gilt. Damit gehen sie einen völlig anderen Weg als Technologiekonzerne wie Google und IBM, die auf supraleitende Chips und die Halbleiterindustrie setzen.

    „Ein großes Ziel des Munich Quantum Valley ist es, in fünf Jahren herauszufinden, welche Ansätze des Quantencomputings sich am besten für bestimmte Probleme eignen“, sagt Sebastian Blatt, „zum Beispiel für Optimierungsprobleme in der Wirtschaft oder für die Materialwissenschaften.“

    Quantencomputer von Google und IBM brauchen Extremkühlung

    Gemeinsam ist den verschiedenen Ansätzen, dass sie statt mit Bits mit sogenannten Qubits rechnen. Herkömmliche Computer rechnen auf Basis der Maßeinheit Bits mit Nullen und Einsen. Die Qubits der Quantencomputer hingegen können unendlich viele Werte dazwischen einnehmen. Das ermöglicht sehr viel komplexere Rechenoperationen.

    Die Herausforderungen bestehen darin, den Zustand der Qubits gezielt zu manipulieren und in bestimmten Positionen zu halten. Dabei zeichnet sich ab: Supraleitende Chips sind in der Entwicklung weiter als die Experimente mit neutralen Atomen. Der Ansatz der Quantenoptiker gilt jedoch als weniger störanfällig.

    Und: Während IBM und Google ihre Quantencomputer unter hohem Aufwand auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt von minus 273,15 Grad Celsius kühlen müssen, laufen die Experimente der Max-Planck-Wissenschaftler bei Raumtemperatur. Zwar seien die Atome selbst „mehr als eine Million Mal kälter als der Weltraum und über tausend Mal kälter als Qubits, die von IBM oder Google verwendet werden“, sagt Mitgründer Johannes Zeiher. Doch durch die „nahezu perfekte Isolierung“ der Qubits sei keine Kühlung nötig.

    Wer sich die Experimente der Münchener Wissenschaftler anschaut, sieht viele kleine Spiegel und Laserstrahlen. Um die Funktionsweise zu verstehen, braucht es Physikkenntnisse. Verkürzt dargestellt, werden bei ihrem Ansatz Informationen in neutralen – von Natur aus gleichen – Atomen gespeichert. Als Qubits werden hier die elektronischen Freiheitsgrade einzelner Atome interpretiert. Sie werden in sogenannten optischen Gittern aus Laserlicht festgehalten und angeordnet. Rechenoperationen werden durchgeführt, indem man die Atome miteinander verschränkt.

    Mit der Ausgründung will die Firma industrielle Anwendungen und Tests ermöglichen. „Es gibt sehr gute Experimente zur Quanteninformationsverarbeitung im Labor, aber diese Experimente benötigen eine extrem kontrollierte Umgebung“, sagt Sebastian Blatt. So ist beispielsweise wichtig, wie hoch Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind, dass kein Staub fliegt und Vibrationen vermieden werden. Planqc wolle die Technologie so weiterentwickeln, dass sie auch außerhalb eines Labors funktioniert.

    Unternehmen sollen mithilfe von Planqc neue Quantencomputer testen können

    „Diese Art von Entwicklung kann und soll nicht von Doktoranden an einer Forschungseinrichtung geleistet werden“, sagt Blatt. In seinem Start-up sollen nun Quanteningenieure beschäftigt werden, die sich auf die Weiterentwicklung der Maschinen fokussieren und sie für Pilotprojekte von Unternehmen verfügbar machen.

    Fehlerfrei rechnende Quantencomputer wird es auf absehbare Zeit mit keinem Verfahren geben. Vielmehr arbeiten Forschungsteams an Möglichkeiten der Fehlerkorrektur. Google habe dazu bereits einen guten Ansatz geliefert, erläuterte Tommaso Calarco, Direktor des Bereichs Quantum Control am Forschungszentrum Jülich, bei einem wissenschaftlichen Panel vor einigen Monaten.

    Für andere Plattformen – etwa auf Basis von Neutralatomen – seien solche Fortschritte noch wichtig. „Da wird sich noch zeigen, bei welcher Plattform die mit Fehlerkorrektur erreichte Genauigkeit der am nächsten kommt, die man für fehlertolerante Quantencomputer braucht.“

    Quantencomputer: Start-up erhält hohe Finanzierung

    Wissenschaftlich beraten werden die Planqc-Gründer von Immanuel Bloch und Ignacio Cirac. Die Max-Planck-Direktoren haben wegweisende Forschungsarbeiten zur Quantensimulation und Quanteninformation beigetragen und das Munich Quantum Valley mitinitiiert. „In den vergangenen zwanzig Jahren haben wir in Europa, Deutschland und München sehr viel Forschung in der Quantentechnologie gemacht, aber in der Quantenindustrie sind wir nicht ganz vorn“, sagt Cirac. Der Wissenschaftler will dazu beitragen, dass sich das ändert.

    Auch finanzielle Unterstützer haben die Planqc-Gründer schnell gefunden. Dem wissenschaftlichen Gründungsteam haben sich von Anfang an auch Multiaufsichtsrätin und Wirtschaftswissenschaftlerin Ann-Kristin Achleitner sowie Serienunternehmer Markus Wagner angeschlossen, die die Firma mit Startkapital ausgestattet haben. Die Finanzierung über 4,6 Millionen Euro führen nun die Wagniskapitalinvestoren UVC Partners und Speedinvest an.

    Erstpublikation: 28.06.22, 16:27 Uhr.

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