„Erste Kunden integrieren unsere Ionenfallen-Quantencomputer in Rechenzentren“
Alpine Quantum Technologies (AQT) entwickelt seit ihrer Gründung im Jahr 2018 Quantencomputer auf Basis von Ionenfallen. Integriert in 19-Zoll-Racks laufen diese bei moderatem Stromverbrauch von unter 2 kW bei Raumtemperatur. Kürzlich hat das junge Unternehmen einen solchen Inonenfallen-Quantencomputer mit 20 Qubits an das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften geliefert. Im Interview spricht Felix Rohde, der für das Business Development von AQT verantwortlich ist und als CEO die AQT Germany GmbH leitet, über die Vorteile der Ionenfallen-Technologie, die Perspektiven der weiteren Skalierung und die Bedeutung von Kooperationen auf dem Weg zur Kommerzialisierung des Quantencomputings.
Herr Rohde, würden Sie uns AQT und Ihre AQT Germany bitte kurz vorstellen?
Felix Rohde: Wir sind ein Spin-Off der Universität Innsbruck, die im Bereich Quantencomputing mit Ionen neben der US-amerikanischen University Colorado Boulder seit Jahrzehnten eine der führenden Forschungseinrichtungen ist. Wir profitieren sehr von dem Know-how und von der kritischen Masse an wissenschaftlichen Gruppen dort. Es gibt einen regen Austausch mit den Gruppen, die sich mit Ionen beschäftigen. Das ist für uns das optimale Ökosystem. AQT hat sich sehr früh auf Quantencomputer konzentriert, die mit bestehender Infrastruktur in Rechenzentren kompatibel sind – und es mittlerweile geschafft, leistungsstarke und sehr kompakte Systeme zu bauen, die in ersten Data-Centern laufen. Die AQT Germany haben wir letztes Jahr mit Sitz in München gegründet. Sie vertreibt weltweit unseren Cloud Service und ist für den Service und Betrieb der On-premise-Systeme verantwortlich, die wir am Münchner Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften Leibniz Rechenzentrum sowie am Poznan Supercomputing and Networking Center (PCSS) in Polen betreiben. Wir stellen einen Physiker oder Ingenieur als Operator, der die Systeme eingangs betreibt und wartet. Auch sehen wir Synergien mit dem Munich Quantum Valley, mit dessen Aktivitäten sich unser Ionenfallen-Technologie gut ergänzt. Natürlich hoffen wir auch auf Zugang zu Talenten und Kooperationen mit Firmen vor Ort.
In welchen Reifestadium befindet sich Ihre Hardware im 8. Jahr nach der Gründung?
Rohde: Was die Robustheit und Stabilität unserer Systeme betrifft, sind wir sehr weit. Am LRZ in München sind wir im produktiven Betrieb, am PCSS kurz davor. Für Laien ist es teils schwierig zu unterscheiden, ob sich Systeme noch im Laborstadium befinden oder ob sie im produktiven Betrieb über einen längeren Zeitraum stabil performen. Wir haben es geschafft, Laborsysteme mit einem hohen Grad an Automation und Systemintegration in robuste Technik zu übersetzen. Ehrlicherweise muss man natürlich sagen, dass es immer noch sehr sensible Geräte sind. Dennoch gibt es im Markt weltweit nicht viele, die eine vergleichbare Performance über einen längeren Zeitraum liefern können.
Es gibt unterschiedlichste Technologieplattformen für Quantencomputer. Welchen Ansatz verfolgt AQT?
Rohde: Wir rechnen mit einzelnen Atomen. Es sind unsere Qubits, das Pendant zum klassischen Bit. Wir nutzen Ionen, also geladene Atome. Die Tatsache, dass sie geladen sind, erlaubt es sie mit einer sogenannten Radiofrequenzfalle – einer Paul-Falle zu fangen und zu kontrollieren. Mit einer solchen Falle lassen sich stabile Ionenkristalle bilden, also eine Kette aufgereihter Ionen mit einer sehr langen Lebensdauer in der Falle. Man kann damit konstant über mehrere Tage rechnen, ohne dass man Ionen nachladen muss. Ausgewählte quantenmechanische Zustände der einzelnen Ionen definieren die logischen Zustände der Quantenbits und können mit Laserlicht manipuliert werden. Das ist aufwendig, aber die Technologie ist schon so weit, dass sich hunderte logischer Operationen hintereinander ausführen lassen.
Worin bestehen die zentralen Vorteile der Ionenfallen-Technologie?
Rohde: Ein großer Vorteil bei der Nutzung von Ionen ist, dass die Qubits identisch sind. Sie sind also sozusagen perfekte Quantenbits und müssen nicht von Menschhand erzeugt werden. Ein großer Vorteil gegenüber anderen Ansätzen, die massiv in die Fabrikation ihrer Quantenbits investieren müssen. Gefangene Ionen zeichnen sich durch niedrige Fehlerraten und lange Kohärenzzeiten aus. Zusammen mit der sogenannten „all-to-all connectivity“, also der Möglichkeit logische Gatter ohne Umwege auf jedem beliebige Ionen-Paar in der Kette ausführen zu können, sorgen diese Eigenschaften dafür, dass Ionen derzeit die beste Performance aller Ansätze zeigen.
Ihre Quantenrechner sind so kompakt, dass Sie in marktübliche 19-Zoll-Racks passen. Inwiefern unterstützt diese Rack-Integration Ihre Markteinführungsstrategie?
Rohde: Diese Integration adressiert gezielt den heute größten Markt für On-Premise-Systeme – also Systeme, die beim Kunden laufen – die High Performance Computing (HPC) Data Center. Es ist Konsens in der Community, dass Quantencomputer als erstes ihre Vorteile ausspielen werden, wenn sie Teil einer HPC-Infrastruktur sind. QPUs werden darin, als Acceleratoren GPUs und CPUs ergänzen. Sie kommen genau dort zum Einsatz, wo Quantencomputer ihre Vorteile bieten. Das hat AQT früh erkannt und diesen Markt bedient. Wir sind der erste Ionenfallen-Anbieter, der wirklich Systeme in HPC-Umgebungen betreibt und zusammen mit den Betreibern an einer noch engeren Integration arbeitet. Erste Ergebnisse aus dem Betrieb am LRZ werden bald publiziert und auch die Nutzer am PCSS in Posen machen sich bereit für erste Rechenaufgaben.
Aktuell rechnet Ihre Ionenfallen-Plattform mit 20 Qubits. Wie sieht Ihr Fahrplan für die weitere Skalierung aus?
Rohde: Wir verwenden unsere ganze Kraft darauf, die nächste Generation von Systemen zu entwickeln. Da geht es um höhere Güten, schnelleren Durchsatz und eine höhere Anzahl von Qubits. Wir veröffentlichen im Gegensatz zu vielen anderen bewusst keine Roadmap, die Erfahrung zeigt das diese oft überambitioniert sind und schnell korrigiert werden müssen.
Wie gehen Sie die Skalierung an?
Rohde: Wir arbeiten einerseits intern intensiv daran. Aber wir suchen bewusst auch Kooperationen und Netzwerke. Im Quantum-Flagship-Programm Millenion der EU treiben wir in einem Konsortium zusammen mit vielen europäischen Partnern die Vision eines Rechners mit 1.000 Qubits voran. Die Strategie sieht zunächst als Teilziel ein skalierbares, modulares 100-Qubit-System vor, welches auf 1.000-Quibits erweitert werden kann. Daneben gibt es Europas Ionenfallen-Chip-Pilotlinie, CHAMP-ION. in diesem Netzwerk werden Innovationen im Bereich von Ionenfallen-Chips vorangetrieben und das europäische Ökosystem gestärkt.
AQT kooperiert auch mit Konzernen aus der Telekom- und Finanzbranche, Start-ups aus verschiedenen Ländern und Forschungseinrichtungen. Das Spektrum reicht von der Forschung bis zur Anwendung. Welche strategische Bedeutung messen Sie den Kooperationen bei?
Rohde: Es ist spannend, sowohl mit großen Konzernen wie mit kleinen Start-ups und mit wissenschaftlichen Gruppen Technologie zu entwickeln. Der gesamte „Quantum-Stack“ von der Anwendung, über Algorithmen, der Kompilation, bis hin zur Firmware und Hardware ist unglaublich kompliziert. Die AQT konzentriert sich auf ihr Kern-Know-How, die Entwicklung von Hardware und Firmware bis zum sogenannten SDK-Connector, der Softwareschnittstelle zu unseren Quantencomputern. Dabei spielen Automatisierung, Systemintegration und Monitoring eine große Rolle. Für Bereiche, in denen es schon gute Lösungen auf dem Markt gibt, wie z.B. Software Development Kits (SDK), wollen wir das Rad nicht neu erfinden, sondern mit den weltweit besten Partnern kooperieren.
Abschlussfrage: AQT ist seit den Anfängen bei der World of Quantum vertreten. Wie erleben Sie unsere Messe und deren Entwicklung?
Rohde: Wir sind als Hardwarefirma tief in der Photonik-Community verankert – auch was unsere Zulieferer betrifft. Wir treffen dort viele Laserunternehmen und Hersteller von Komponenten für unsere Systeme. Daher treiben wir viel Aufwand und wurden 2025 mit sehr viel Zulauf belohnt. Für die Sichtbarkeit der AQT ist die Messe wichtig. Bei der Anzahl an Besuchern aus potenziellen Abnehmerbranchen, wie z.B. Cloudnutzern oder Interessenten für unsere Hardware, würden wir uns noch mehr Zulauf wünschen. Auf der World of Quantum sind wichtige Akteure aus den Quantentechnologien vertreten. Von daher dürfen wir alle auf die World of Quantum 2027 gespannt sein.