Quantencomputer in Garching: Deutschlands Sprung in die Zukunft – oder nur ein teurer Tropfen auf den heißen Stein?

Während Deutschland bei der Digitalisierung seiner Behörden noch immer im Schneckentempo unterwegs ist und manch ein Bürgeramt Faxgeräte wie Reliquien hütet, soll ausgerechnet ein Quantencomputer das Land nun an die technologische Weltspitze katapultieren. Am Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in Garching bei München wurde der Quantencomputer Euro-Q-Exa offiziell in Betrieb genommen – ein System, das Europa und Deutschland eine Spitzenposition in der Quantentechnologie sichern soll. Ein ambitioniertes Ziel. Die Frage ist nur: Reicht das?

Zwei Welten verschmelzen: Supercomputer trifft Quantenrechner

Das Besondere an der Garchinger Anlage ist nicht der Quantencomputer allein, sondern seine direkte Integration in den bestehenden Supercomputer SuperMUC-NG. Statt den Quantenrechner isoliert arbeiten zu lassen, fungiert er als eine Art hochspezialisierter Turbolader für den klassischen Supercomputer. Extrem komplexe Teilaufgaben – etwa chemische Simulationen oder logistische Optimierungsprobleme – übernimmt der Quantenrechner, während der SuperMUC-NG die übrige Datenverarbeitung steuert. Ein hybrides Konzept, das durchaus Charme hat.

Doch wie funktioniert das Ganze überhaupt? Während herkömmliche Computer Informationen als eindeutige Bits verarbeiten – also als Nullen oder Einsen –, nutzen Quantencomputer sogenannte Qubits. Diese können dank der Gesetze der Quantenphysik mehrere Zustände gleichzeitig einnehmen. Das bedeutet: Der Quantenrechner muss komplexe Lösungswege nicht mühsam einzeln durchprobieren, sondern kann gigantische Datenmengen simultan durchforsten. Fast augenblicklich. Zumindest in der Theorie.

Finnische Technik für deutsche Ambitionen

Bemerkenswert ist die Herkunft des Systems. Während die USA und China bei der Quantencomputer-Entwicklung weltweit den Ton angeben – Peking hat mit massiven staatlichen Investitionen eine regelrechte Aufholjagd gestartet –, stammt die Anlage in Garching weder aus amerikanischer noch aus chinesischer Fertigung. Gebaut wurde der Quantencomputer vom finnisch-deutschen Unternehmen IQM, einer Ausgründung der renommierten Aalto-Universität in Helsinki. Zur feierlichen Inbetriebnahme hatte sich denn auch EU-Vizepräsidentin Henna Virkkunen angekündigt, ihres Zeichens Finnin und zuständig für Technologie. In ihren Verantwortungsbereich fällt das EuroHPC Joint Undertaking, jene Organisation, die den Quantencomputer am LRZ mitfinanziert hat.

Man darf sich an dieser Stelle durchaus fragen, warum Deutschland – einst Land der Ingenieure und Tüftler – nicht selbst in der Lage war, ein solches System zu entwickeln. Jahrzehntelange Versäumnisse in der Forschungsförderung, eine überbordende Bürokratie und eine Politik, die sich lieber mit Gendersternchen und Lastenfahrrad-Subventionen beschäftigte als mit technologischer Souveränität, haben ihre Spuren hinterlassen.

Vom digitalen Reagenzglas bis zum staufreien München

Die potenziellen Anwendungsgebiete klingen gleichwohl vielversprechend. In der Pharma- und Chemieforschung könnte die Hybridanlage als eine Art digitales Reagenzglas dienen. Da Moleküle selbst Quantenobjekte sind, lassen sie sich mit einem Quantencomputer weitaus naturgetreuer simulieren als mit herkömmlichen Rechnern. Konkret bedeutet das: Die Suche nach neuen Wirkstoffen, etwa die Simulation, wie passgenau ein Medikament an ein Virusprotein andockt, könnte von Jahren auf Wochen oder gar Tage verkürzt werden. Auch in der Batterieforschung – einem Schlüsselbereich für die Energiewende – wären Durchbrüche denkbar.

Darüber hinaus arbeiten die Forscher in Garching an Konzepten für das Flugplanmanagement. Massive Verspätungen durch Unwetter sollen verhindert werden, indem Hunderte von Flugzeugen und Crews in Echtzeit so umgeleitet werden, dass der Betrieb maximal effizient weiterläuft. Und dann wäre da noch das autonome Fahren: Tausende Routen sollen simultan optimiert werden, um Staus in einer Metropole wie München komplett zu eliminieren. Ein schöner Traum – wer jemals auf dem Mittleren Ring im Berufsverkehr festgesteckt hat, dürfte allerdings skeptisch bleiben.

Können Quantencomputer Verschlüsselungen knacken?

Ein Thema, das in der Fachwelt besonders heiß diskutiert wird, ist die Frage der Verschlüsselungssicherheit. Perspektivisch werden Quantencomputer irgendwann in der Lage sein, die derzeit gängigen Verschlüsselungsverfahren zu brechen – sei es beim Online-Banking oder bei Kryptowährungen wie Bitcoin. Doch Entwarnung ist vorerst angebracht: Der Rechner in Garching startet mit bescheidenen 53 Qubits und soll bis Jahresende auf bis zu 150 Qubits erweitert werden.

Um einen heute üblichen RSA-2048-Schlüssel zu knacken, wie er beim Homebanking zum Einsatz kommt, bräuchte man nach Schätzungen von Forschern rund 20 Millionen Qubits. Beim Bitcoin-Verfahren ECDSA wären es nach Berechnungen der University of Sussex sogar mindestens 317 Millionen physische Qubits, um einen privaten Schlüssel innerhalb einer Stunde zu errechnen. Von solchen Dimensionen ist die Garchinger Anlage Lichtjahre entfernt. Wer also um sein Bitcoin-Vermögen bangt, kann vorerst ruhig schlafen – wobei sich ohnehin die Frage stellt, ob digitale Währungen langfristig die gleiche Sicherheit bieten wie bewährte, physische Wertanlagen.

Ein Schritt nach vorn – aber der Weg ist noch weit

Die Inbetriebnahme des Euro-Q-Exa ist zweifellos ein positives Signal. Deutschland zeigt, dass es im globalen Wettrennen um die Quantentechnologie zumindest mitspielen will. Doch 53 Qubits sind im internationalen Vergleich kein Grund für Überschwang. Google präsentierte bereits 2019 seinen Sycamore-Prozessor mit 53 Qubits, IBM arbeitet längst an Systemen mit über 1.000 Qubits, und China investiert Milliarden in eigene Quantenprogramme.

Was Deutschland jetzt braucht, ist nicht nur ein einzelner Leuchtturm in Garching, sondern eine umfassende Strategie für technologische Souveränität. Weniger ideologiegetriebene Regulierung, mehr Investitionen in Grundlagenforschung, schnellere Genehmigungsverfahren und ein Bildungssystem, das wieder Ingenieure und Naturwissenschaftler hervorbringt statt Absolventen von Gender Studies. Die neue Bundesregierung unter Friedrich Merz hat mit dem 500-Milliarden-Sondervermögen für Infrastruktur zwar ein gewaltiges Paket geschnürt – ob davon genug in die Zukunftstechnologien fließt oder ob das Geld in den üblichen bürokratischen Kanälen versickert, bleibt abzuwarten.

Eines steht fest: In einer Welt, in der die USA unter Präsident Trump mit aggressiver Wirtschaftspolitik und China mit staatlich gelenktem Technologie-Imperialismus um die Vorherrschaft ringen, kann sich Europa keine weiteren Jahrzehnte des Zögerns leisten. Der Quantencomputer in Garching ist ein guter Anfang. Aber eben nur das – ein Anfang.