Bundeskanzler Olaf Scholz: „Deutschland kann Quantencomputer“ IBM eröffnet in Ehningen ein zweites Quantum Datacenter

Dass die Eröffnung des Quantencomputer-Rechenzentrums von IBM in Ehningen eine große Sache ist, wurde spätestens bei der Festrede von Bundeskanzler Olaf Scholz klar. Es ist das erste Quantum Datacenter außerhalb der USA, es zielt auf die Skalierung der Technik und auf kommerzielle Erfolge der Kunden: Eon, VW Gruppe, Telekom, Crédit Mutuel und SAP sandten Vertreter zum Event.

Die Technik aus den USA und hierzulande die Anwender .... so soll es nicht sein. Hierzulande das Grundlagen-Know-how und über dem Teich die Kommerzialisierung und das Geldverdienen, das aber sei auch nicht die Option. Beide Alternativüberlegungen schwangen in fast jeder der Reden und Podiumsdiskussionen mit, die zum Eröffnungstag, den 1. Oktober, gehörten. Und fast jeder betonte irgendwie, dass es um den Aufbau eines Ökosystems gehe und dass dafür die physische Präsenz von Quantencomputern eine entscheidende Rolle spiele, sei es aus Datenschutz-, Ausbildungs- oder Motivationsgründen.

Um zu verstehen, was dieses Rechenzentrum derart besonders macht, reicht es nicht zu wissen, dass es das zweite Quantum Datacenter von IBM weltweit ist. Tatsache ist auch, dass IBM eine der am weitesten entwickelten Quantencomputertechnik besitzt, eine bereits beachtliche Sammlung an Algorithmen für diverse Anwendungen sowie Entwicklungswerkzeuge und eine Cloud-Infrastruktur, die es erlaubt, die Rechner und ihre Leistungsfähigkeit global zur Verfügung zu stellen.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 12 Bildern

Bisher gehören 250 Unternehmen, Universitäten, Forschungseinrichtungen und Organisationen zum IBM Quantum Net. Wenn das IBM Heron basierende System neben den jetzt im neuen IBM Quantum Datacenter verfügbaren Systemen installiert wird, erweitert es die mehr als ein Dutzend Quantencomputer, die IBM ihren Kunden über die Cloud anbietet – die größte Flotte ihrer Art weltweit.

Und Big Blue zeigt sich willens, weiter in den Standort zu investieren. Dazu gehört, dass die zwei jetzt bereits arbeitenden zwei „Quantum Eagle“ basierten Systeme innerhalb wenigen Wochen um ein neues System erweitert wird, das einen Prozessor der Generation „Quantum Heron“ enthält. Damit enthält das Rechenzentrum die derzeit leistungsstärksten Quantensysteme von IBM. Quantum Heron erlaubt reduzierte Fehlerraten, 16-mal höherer Leistung und einer 25-mal schnelleren Rechengeschwindigkeit gegenüber IBM Quantum-Systemen aus dem Jahr 2022 und 13 mal schneller als ein System des Wettbewerbers, der am nächsten dran ist.

IBM Heron basiert auf 156 Qubits, von denen 133 zur Berechnung hergenommen werden können, führte Jay M. Gambetta aus, Wissenschaftler bei IBM, der das Team am IBM Thomas J. Watson Research Center leitet, das an der Entwicklung des Quantencomputers arbeitet und Namensgeber des 'Gambetta Law',nach dem sich die Performance von Quantencomputern messen und vergleichen lässt. Der Prozessor, der der QPU Eagle mit 127 Qubits nachfolgt, wurde auf dem „IBM Quantum Summit 2023“ am 4. Dezember 2023 vorgestellt.

Wesentlich für die Skalierung der Quantencomputer-Fähigkeiten ist das „IBM Quantum System Two“, ein Nachfolger von „IBM Quantum System One“. Denn System Two ist das erste modulare Quantencomputer-System. Es kann drei Heron-Prozessoren enthalten; das heißt, das System lässt sich erstens aufstocken und zweitens auch mit neueren QPUs aufgerüsten, wenn diese zur Verfügung stehen.

System Two wurde ebenfalls am 4. Dezember des vergangenen Jahres vorgestellt. Es dient wie der Vorgänger der elektronischen Vorbereitung, die notwendig ist, um die Prozessoren mit Qubits quasi zu befeuern. Bisher steht in Ehningen System One. Doch wie das Quantencomputing im Rechenzentrum wachsen soll, ist in Ehningen schon zu sehen.

Der Bundeskanzler erhielt als Gastgeschenk einen Heron-Prozessor (siehe: Abbildung 5): „Der größte Fortschritt sieht nicht unbedingt beeindruckend aus“, lautete sein sicherlich augenzwinkernder Kommentar, denn mit den Worten „IBM hätte sein Quantencomputer-Rechenzentrum überall auf der Welt bauen können", würdigte er die Standortwahl des US-Konzerns. „Wir freuen uns, dass es Deutschland ist."

Wie auch fast alle Nachredner betonten, machte Scholz darauf aufmerksam, dass die Zusammenarbeit mit US-Firmen und insbesondere IBM besonders fruchtbar ist und immer schon gewesen sei. „Die USA ist unser größter Handelspartner.“ Er bemühte die Computervergangenheit der Lochkarten; bei diesen habe jeder ein Bild vor Augen, nicht jedoch was moderne Technologien und insbesondere Quantencomputer anginge. Und im Übrigen sei es richtig hierzulande auch in Halbleiter zu investieren. "Das sind Schlüsseltechnologien. ... Es reicht nicht, was wir können und machen". Und im Hinblick auf einen Stillstand, der damit verbunden wäre, fügte er hinzu: „Sonst säßen wir heute noch vor Lochkarten." Von den Quantencomputern erhofft er sich einen „massiven Schub“, insbesondere im Bereich Bio- und Gen-Technologie.

Zu bieten habe Deutschland eine sehr gute MINT-Ausbildung, wie gerade die jüngste OECD-Studie bestätigt habe. Zwar gebe es in Deutschland eine Arbeiterlosigkeit, keine Arbeitslosigkeit, doch mit dem neuen Gesetz das die Einwanderung neu regele, werde es möglich, dem Fachkräftemangel entgegen zu treten. „Abschottung ist ein Irrweg.“

Scholz fuhr fort: „Wir haben den großen Vorteil, dass dies hier ein offenes Land ist und die Arbeitskräfte willkommen sind. [...] Unsere Immigrationsgesetzgebung ist besser als die in den USA und Kanada." Damit Deutschland vom Fortschritt profitieren könne, müsse man kooperieren. „Wir haben die Skills, unsere Forschungslandschaft ist beeindruckend, auch wenn man das hauptsächlich außerhalb Deutschlands zu hören bekommt“, investiere rund 3 Prozent des Brutto-Inlandsprodukts für Forschung und Entwicklung. Mit einem Dank an das Fraunhofer-Institut, das bereits erste Erfahrungen im Quantencomputing sammelt, schloss er: „Deutschland kann Quantencomputer.“

Erfahrungen der Wirtschaft

Prominente Politiker trafen hochkarätige Wirtschaftsvertreter. Frantz Rublé (siehe: Abbildung 6) ist stellvertretender CEO der Caisse Fédérale de Crédit Mutuel (CFCM), der Banksparte der Crédit Mutuel Gruppe. Außerdem ist er Präsident von Euro-Information bei der Crédit Mutuel Gruppe. Zuvor in IT-Positionen bei der Crédit Mutuel Group tätig und fungierte auch als stellvertretender Generaldirektor. Er traute sich nicht nur auf das Podium, sondern vor die Journalisten, vor denen er bestätigte, dass seine Organisation bereits heftig ins Quantencomputing investiert habe.

Im Gegensatz aber zu anderen Finanzorganisationen liege das Interesse jedoch nicht in der Intention das Portfolio zu optimieren, sondern in der Entwicklung für die Kunden attraktiver Produkte und im Entdecken von Betrügereien: „Innovation ist keine Option, sondern eine Notwendigkeit“, begründet er die getätigten und zukünftigen dutzende Millionen-Ausgaben für das Quantencomputing, und „weil wir an die Technik glauben.“ Rund 99 Prozent der Daten lägen in hauseigenen Rechenzentren, erwähnt er, um zu beschreiben, wie das Unternehmen tickt.

Er hebt insbesondere die Bedeutung von „Qiskit“ hervor, ein Open-Source-Software Development Kit (SDK) für die Arbeit mit Quantencomputern auf der Ebene von Schaltkreisen, Impulsen und Algorithmen, das von IBM entwickelt und bereitgestellt wurde. Und gefragt nach Beziehungen zu anderen Quantencomputerherstellen: „Die damit entwickelten Anwendungen sind auf jedem Quantenrechner lauffähig“.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 12 Bildern

Rublé verweist auf 60 Jahre Partnerschaft mit IBM. Als sich das Finanzhaus im März 2022 für den Einsatz von Quantencomputern einzuarbeiten begann, habe sich die Technik in einem Stadium befunden, das man durchaus mit der KI im Jahr 2016 vergleichen kann. Und damals habe man zu den ersten Finanzinstituten gehört, die Künstliche Intelligenz und deren Industrialisierung einsetzten. Nun seien die Ambitionen ähnlich: erst erforschen, dann industrialisieren, um das Bank- und Versicherungsgeschäft weiter umzugestalten, Im Juli desselben Jahres besuchte eine Delegation die IBM Forschung in Zürich.

In der Erkundungsphase konnte sein Team 50 Use Cases für den Einsatz von Quantencomputern identifizieren. 45 leitende Angestellte waren involviert. Das erste Quantum-Projekt begann Juni 2023. Nun ist der erste Prototyp fertig und man befinde sich bereits für die kommenden drei Jahre in der Scale-Up-Phase. Bereits im Juni 2023 hatte das Unternehmen angekündigt hat, dass es eine "Quantum-Factory" gründe.

Zu deren Aufgabe gehört es, die Leistung aktueller Prozesse, die klassische und KI-Anwendungen in den Bereichen Betrugs-, Risiko-Management und Kundenerfahrung nutzen, mit der Leistung der neuesten Quantentechnologie zu kombinieren. In Zukunft sollen Anwendungen entwickelt werden, die einen Quantenvorteil bieten, Rechenaufgaben zu lösen, die von geschäftlicher oder wissenschaftlicher Relevanz sind und mit einem Quantencomputer effizienter, kostengünstiger oder genauer durchgeführt werden können als mit klassischen Berechnungen allein. Euro-Information prüft auch die Modalitäten und Vorteile der Unterbringung eines Quantencomputers in einem seiner Rechenzentren in Frankreich.

Quantencomputing bei Crédit Mutuel Alliance Fédérale and Euro-Information

Der zweite Aufgabenbereich umfasst eine Quantenakademie zur Ausbildung von Experten für die Arbeit in der Quantenfabrik. Als die erste Phase mit IBM im Jahr 2022 begann, haben Crédit Mutuel Alliance Fédérale und Euro-Information ihre Mitarbeiter einbezogen und geschult, damit sie das Thema und die damit verbundenen Möglichkeiten verstehen. Die Teams sind nun in der Lage, das Gelernte über Quantencomputing auf die Herausforderungen im Bank- und Versicherungswesen anzuwenden, insbesondere im Hinblick auf den Einsatz der von IBM entwickelten Open-Source-Software Qiskit und die Entwicklung von Quantenalgorithmen.

Die Kompetenzentwicklung der Mitarbeiter von Crédit Mutuel Alliance Fédérale wird während dieser Skalierungsphase des Projekts weiterhin von der Quantum Academy von Euro-Information unterstützt, die technische und geschäftliche Profile schulen wird, um die Talente zu halten und anzuziehen, die Crédit Mutuel Alliance Fédérale und Euro-Information benötigen, um die in ihrer Roadmap identifizierten Anwendungsfälle erfolgreich zu industrialisieren.

Die Quantum Factory basiert auf demselben Organisationsmodell wie die „Cognitive Factory“ von Euro-Information, die eine Vor-Ort-Kooperation für KI-Forschung ist. Die Quantum Factory setzt sich aus multidisziplinären Expertenteams mit geschäftlichen und technischen Kompetenzen zusammen und legt den Fahrplan für die Skalierungsphase fest und setzt die Entwicklung von Anwendungsfällen fort.

Das treibt Eon um

Auch der Energieriese Eon bereichert das allseits zitierte Quantencomputing-Ökosystem. Chris d'Arcy, Managing Director, Eon Digital Technology GmbH and Chief Data and AI Officer, verweist darauf, dass sich die Art und Weise, wie Energie produziert, gespeichert und verteilt werde, sich auf immer verändert habe. In der Vergangenheit habe man zentrale Elektrizitätswerke gehabt, heute jedoch eine dezentrale Produktion. Doch das Netz sei einfach nicht für Balkon-Kraftwerke gemacht.

Im Süden Deutschland werde mehr Energie gebraucht, im Norden dagegen mehr gewonnen. Der Durchsatz in den Netzen werde sich in den kommenden Jahren nichtsdestotrotz verdoppeln und Energiespeicherung müsse in zwei Richtungen funktionieren: vom Netz Strom saugen, wenn notwendig, und dem Netz zuführen, wenn die Energie vom Device nicht benötigt werde. „Aber niemand kann das für alle diversen Devices mit klassischen Computern simulieren", so d'Arcy. Ein Quantencomputer sei nun einmal 10.000 mal schneller.

Im Hinblick auf die Herausforderungen und den Einsatz von Quantencomputern setzt er hinzu: „Wir wollen nicht hinterherzuckeln, sondern ganz vorne dabei sein.“ Das IBM-Quantencomputer-Rechenzentrum sei deshalb wichtig, weil man die Physik vor Ort haben wolle und keine Cloud-Zugriffe über den großen Teich hinweg und selbstverständlich spiele der hiesige, europäische Datenschutz, GDPR, eine entscheidende Rolle.

Ansprüche bei Eon

Nikolai Ardey, Executive Director, Volkswagen Group Innovation, ergänzt: „Die Leute haben Angst vor Veränderung und Technologie“, aber die fossile Energie sterbe und werde nicht mehr zurückkehren. Bei der Volkswagengruppe forscht man nach neuen Materialien, etwas für Batterien, die umweltfreundlich, wiederverwertbar und definierbare Eigenschaften haben sollen, etwa magnetisch oder abbaubar. Interessant sei zudem die Verkehrssimulation.

Über die Zusammenarbeit mit IBM und das Quantencomputer-Rechenzentrum sagt er: „IBM senkt die Hürden.“ Zugleich stellt er Ansprüche: Das Unternehmen brauche eine Toolchain, Applikationen und Zugang für das Team zu Quantencomputern. Die Zukunft sei komplett KI-gesteuert, die notwendige Compute-Performance lasse sich aber nun einmal nicht mit klassischen Rechnern herzaubern, schon alleine aus Gründen des dafür notwendigen Energiebedarfs, der unerfüllbar sei.

Dennoch sei es falsch in einem Quantencomputer lediglich einen Beschleuniger zu sehen, so IBM-Experte Gambetta: „Ein Quantenrechner ist mehr als eine GPU, die schneller ist.“ Für die Physiker sei ein Quantenrechner einfach die beste Plattform, auf der Quantenschaltkreise laufen können. Die Frage sei dennoch: Wie bekommen wir genügend Algorithmen entwickelt und wie zum Laufen?

Bildergalerie

Bildergalerie mit 12 Bildern

Auch Gambetta stellt die Bedeutung von Qiskit heraus. 74 Prozent derjenigen, die zur Weiterentwicklung des Tools beitrügen, seien außerhalb von IBM tätig. ein Drittel der Organisationen, die dem IBM Quantum Network angehören, stammen aus der EU. Etwa 100.000 Mitglieder zählt das Quantum Learning-Netzwerk von IBM.

Der nächste Schritt zur Industrietauglichkeit sind vielleicht die Branchen-Sektionen (siehe: Abbildung), die IBM vor Kurzem eingeführt hat. Hier wird gesammelt, was an Anwendungen, Ideen und Algorithmen für eine einzelne Branche relevant sein könnte.

Dass Forschungsinstitute das Quantum-Ökosystem bereichern dürfte unbestritten sein. Doch für die meisten der Anwesenden dürfte die Unterstützung durch EU-Regierungen als ebenso wünschenswert gelten, erreicht doch das Volumen der in Quantentechnologie investierten Summe im kommenden Jahr die Marke von einer Milliarde.

eBook: Quantencomputer ziehen ins Rechenzentrum ein

Weltweit tüfteln Rechenzentren und Forschungseinrichtungen fieberhaft an der Integration von Quantenprozessoren mit klassischen Systemen. Es ist ein wahrer Goldrausch um den Quantenvorteil ausgebrochen.

Quantencomputing steckt nicht mehr in den Kinderschuhen, sondern bewegt sich mit großen Schritten von der experimentellen Phase hin zur breiten Anwendung.

Erfahren Sie im eBook alles Wissenswerte über die Projekte, die eine Brücke zwischen Quanten- und klassischen Systemen schlagen sollen.

eBook „Quantencomputer ziehen ins Rechenzentrum ein“ zum Download

(ID:50197708)