• Thema Neue Technologien

Quantentechnologien in Berlin, #3 Wem nutzt das?

Porträt von Christian Hammel
  • Rubrik Kommentar
  • Veröffentlichungsdatum 28.10.2021
Dr. Christian Hammel

Teil 3 der Blogserie stellt vor, wer in Berlin vom aktuellen Quantenhype einen Nutzen hat.

Vorab sei nochmal daran erinnert, dass aktuell nur wenige Quantencomputer existieren. Diese werden vorrangig dazu genutzt, Forschung und Entwicklung zum Quantencomputing zu betreiben. Vom in Mengen kaufbaren Standardgerät sind wir weit entfernt und mit Ausnahme einzelner Spezialitäten sind wir noch nicht einmal so weit, dass die Maschinen wenigstens Schrankgröße erreicht hätten oder außerhalb spezialisierter Räume zu betreiben wären. In der Kryptografie und Sensorik ist man immerhin etwas weiter aber letztlich auch noch nicht über Instituts-Showrooms hinaus.

IBM Quantum System One in Ehningen, Deutschland.
IBM Quantum System One in Ehningen, Germany. © IBM Research

Die Frage stellt sich also einmal als „Wem nutzt das heute?“ und einmal als „Wem nutzt das wahrscheinlich, wenn es fertig ist?“

Wem nutzt das heute?

In Blog-Beitrag #1 ist ausgeführt, dass in Deutschland über mehrere Jahre hinweg eine zehnstellige Summe öffentlicher Mittel für die Forschung an Quantencomputing und Quantentechnologien zur Verfügung steht. Wie viel davon in Berlin bewilligt wurde, ist im Moment noch nicht genau zu ermitteln, da die einschlägigen Datenbanken immer etwas hinterher sind. Unterstellt man, dass Berlin wie bei Forschungsausgaben und FuE-Personal einen Anteil von rund 5% daran hat und dass die Mittel innerhalb von 7 Jahren ausgegeben sein müssen, dann kommen zwischen 15 und 30 Mio.€ pro Jahr zusammen, die da in die Forschung fließen. Wie üblich bei öffentlicher Forschungsförderung werden der universitären und der außeruniversitären öffentlichen oder gemeinnützigen dabei 100% ihrer Kosten erstattet, bei der Industrieforschung ist es etwas mehr als die Hälfte. Mit ein paar weiteren Annahmen (der weit überwiegende Teil der Mittel fließt in die öffentliche Forschung, die Forschenden sind irgendwo um E13St.2 oder E13St.3 eingestuft, Personalausgaben zzgl. Arbeitgeberanteil SV und 20% Overhead, 1/3 Sachkosten in den Projekten) kann man milchjungenhaft überschlagen, dass die Förderung in Berlin zwischen 150 und 300 Stellen für wissenschaftliches Personal schaffen dürfte. Aus einer eigenen Untersuchung zur außeruniversitären Forschung und einer weiteren zur Charité (2) wissen wir, dass eine Stelle der Forschung etwas mehr als eine halbe weitere in der Stadt aus sogenannten Kreislaufefffekten nach sich zieht (weil die Forschenden ihr Gehalt ausgeben und die Institute Dinge kaufen). Womit wir stark gerundet auf irgendetwas zwischen 250 und 500 Jobs kommen, die die Förderung der Quantentechnologien für einige Jahre in Berlin unmitttelbar schaffen dürfte. Verglichen mit rund ½ Mrd.€ Budget und rund 4.500 Beschäftigten alleine an der FU Berlin (3) klingt das nicht sehr hoch, kann sich aber konzentriert auf ein Thema durchaus sehen lassen. Welche Fachrichtungen bzw. Institute im Einzelnen profitieren, ist in Teil 2 dieser Blogserie, „Wer kann das?“, ausführlich nachzulesen (4).

Wem nutzt das morgen?

Der Nutzen für die Forschung dürfte wohl noch eine ganze Weile anhalten, weil Forschung immer zu jeder Menge weiterer Fragestellungen führt, die man auf dem Weg in die Anwendung noch untersuchen und beantworten muss. Neben vielen Disziplinen der Ingenieurwissenschaften, die man noch brauchen wird, wenn man Grundlagen-Physik zu Geräten und Anwendungen machen will, gibt es in Berlin auch noch etliche sozialwissenschaftliche Institute, die sich mit Themen der Digitalisierung befassen und das Quantencomputing sicher ebenfalls aufgreifen werden. Nutzen-Szenarien mit gesellschaftlichen Auswirkungen zwischen Utopie und Dystopie legen dies zumindest nahe.

In Überschlagsrechnungen zu Jobs aus Kreislaufeffekten der Forschung nicht enthalten sind die mutmaßlich weit höheren aber kaum berechenbaren Wachstumseffekte:  Diese kommen aus den Ausbildungseffekten der Forschung, aus der Umsetzung der Ergebnisse in Produkte und aus der Nutzung der Produkte.

Hochspezialisierte und hochqualifizierte MINT-Fachkräfte sind jetzt schon knapp und überdurchschnittlich bezahlt. Für die Umsetzung von Ergebnissen der Quantentechnologieforschung in neue Produkte und Leistungen der Wirtschaft werden sie umso dringender gebraucht. Wer jetzt eine Promotionsstelle in diesen Gebieten hat, gehört drei Jahre später zu diesen gesuchten Spezialist:innen. Schon jährlich 100 davon wären eine ganze Menge. Die Forschung ist insofern auch ein Standortfaktor für die Wirtschaft.

Die ersten Akteur:innen aus der Wirtschaft haben bereits begonnen, sich in Stellung zu bringen und die Quantentechnologien aufzugreifen, um damit neue Produkte zu entwickeln oder ihre eigenen Leistungen zu verbessern. Wie in (1) erläutert gehören zu den early adoptern im Prinzip alle Großunternehmen die komplexe Berechnungen aus dem Bereich der Materialien oder der Optimierungsaufgaben abzuarbeiten haben und dazu kleinere Unternehmen, die (Rechen-) Dienstleistungen an den Markt bringen wollen, die auf Quantencomputing beruhen. Dass Berlin auch Hersteller quantenkryptografisch gesicherter Kommunikationshardware oder neuartiger Sensorik hervorbringen könnte, scheint mit Blick auf die gewachsenen Strukturen möglich. Der Wettbewerb ist allerdings hoch. Da der regionale Wertschöpfungsbeitrag solcher Innovatoren groß ist, ist im Sinne der Stadtgesellschaft zu hoffen, dass sich möglichst viele Berliner Unternehmen oder Betriebsteile hier neue Geschäftsfelder erschließen können. Wer ihnen dabei helfen kann, steht in Teil 2 (4).

Was hat die Stadtgesellschaft davon?

Neben dem oben angesprochenen Zusammenhang zwischen Innovation und wirtschaftlichem Erfolg einer Region dürfte – folgt man den Nutzenprognosen der einschlägigen Institutionen (vgl. Teil 2, „Informationsquellen (4)) – der Nutzen vor allem ein mittelbarer sein. Von „besseren“ Materialien oder  Post- und Bahnnetzen, von sichererer Kommunikation durch Quantenkryptografie oder von besseren oder ganz neuen Daten z.B. zu Mobilität, Energie oder anderen Smart City-Themen durch neue Sensoren haben alle einen Nutzen. Die Optimierung von lokaler Mobilität, lokalen Wirtschaftsverkehren, E-Fahrzeug-Ladestrukturen, Heizenergieverbräuchen, Bürgeramtsterminen und Wahlen sollte allerdings einstweilen auch ohne Quantencomputer möglich sein. Dies fordert eher die Menschen, die das angehen, als die verfügbaren Rechenleistungen.

Was ernst nehmen und was nicht?

Wo seriöse Quellen die ersten Ergebnisse und Produkte erwarten, die nachweislich funktionieren, komplexe Optimierungsrechnungen, abgesicherte Kommunikation und neuartige Sensorik, wurde ausführlich geschildert. Dort lohnt es sich unbedingt, genauer hinzusehen und den Fortschritt im Auge zu behalten.

Hypetypisch werden wir bis da hin vermutlich noch allerhand sehen, was sich wortreich auf Quantentechnologien und die Quantenphysik beruft, ohne dass klar würde, ob wirklich Quantentechnologie drin ist oder was sie nutzen soll. Die Wissenschaft hat das mit der Sokal-Affaire (5, Philosophen und Pseudo-Quantenphysik) schon hinter sich. Quantenheilung (so eine Art Handauflegen) hat es nicht in die akademische Medizin geschafft (6) und Quantenmusik (Pflanzen sollen wegen Quantenvibrationen schneller wachsen, wenn man ihnen die vorspielt) nicht in den Gartenbau (7). Weitere quantenmystische Paratechnik darunter angebliche Mauerentfeuchtung und Wasserenergetisierung wird reichlich angeboten (8). Auf Geräte für medizinische Behandlungen, die ernsthaft darauf beruhen sollen, „dass Materie sich in Wellenformen auflöst, wenn keiner hinsieht“ (9), bin ich im Netz selbst schon gestoßen. Quanten-Wasserentkalkung, Quanten-Erdstrahlenentstörer oder Anti-Quantenamulette werden wohl nicht lange auf sich warten lassen. Entlarven sich solche Wunder-Gerätschaften in der Regel noch selbst, bin ich ziemlich sicher, dass wir als nächstes eine Menge 08/15-IT-Produkte sehen werden, die von sich behaupten, sie seien quantum optimized. Da gilt es dann, zu hinterfragen, ob sie leisten, was versprochen wird, und wie viel sie wirklich mit echter Quantentechnologie zu tun haben.

Amüsieren wir uns also einstweilen über lustige Paratechnik bis die echte Quantentechnologie da ist!

(1) https://www.technologiestiftung-berlin.de/de/blog/quantencomputing-reiner-hype-oder-ein-anlass-sich-darauf-vorzubereiten/

(2) https://www.technologiestiftung-berlin.de/de/blog/alte-studien-nachgerechnet-oder-forschung-schafft-mindestens-30000-jobs-im-rest-der-berliner-wirtschaft/

(3) https://www.fu-berlin.de/universitaet/profil/zahlen/index.html

(4) https://www.technologiestiftung-berlin.de/de/blog/was-haben-quantentechnologien-mit-berlin-zu-tun-2-wer-kann-das/

(5)https://de.wikipedia.org/wiki/Sokal-Aff%C3%A4re

(6) Hümmler, H.G., Relativer Quantenquark - Kann die moderne Physik die Esoterik belegen?, Springer, 2017

(7) Sternheimer, J., Patent EP 0648275

(8) https://www.psiram.com/de/index.php/Quantenmystik

(9) https://www.quantec.eu/quantec-pro/wie-quantec-funktioniert/

Alle Links: letzter Zugriff am 27.10.2021

Dass die Technologiestiftung sich mit dem Thema befassen konnte, wurde von der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe gefördert, wofür wir danken.