23.02.2023

Google verkündet Meilenstein in der Quantencomputer-Forschung

In der Quantenforschung geht man davon aus, dass man große Quantencomputer nur bauen kann, wenn die Fehlerrate niedrig genug für Berechnungen ist. Die Quantenfehlerkorrektur kodiert über mehrere physische Qubits einen “logischen Qubit” und schützt damit Informationen. Google-CEO Sundar Pichai verkündete nun einen wichtigen Schritt für die Entwicklung von Quantencomputern, die Forscher:innen des Google-Teams erreicht haben.
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Google verkündet einen wichtigen Schritt in der Quantencomputer-Forschung © James Thew / AdobeStock
Google verkündet einen wichtigen Schritt in der Quantencomputer-Forschung © James Thew / AdobeStock

Ein zentraler Aspekt bei der Forschung und Arbeit an Quantencomputern ist eine möglichst geringe Fehlerrate. Ein Forschungsteam des “Quantum AI Labs” von Google, NASA und der Universities Space Research Association hat nun experimentell herausgefunden, dass sich die Quantenfehler reduzieren, wenn man die Anzahl der Qubits erhöht. Die Ergebnisse des Experiments hat die Forschungsgruppe im Fachmagazin Nature veröffentlicht.

Quantenfehlerkorrektur als zentrale Herausforderung

“In der Quanteninformatik ist ein Qubit eine Grundeinheit der Quanteninformation, die mehrere Zustände annehmen kann, die über 0 und 1 hinausgehen. Unser Durchbruch stellt eine bedeutende Veränderung in der Art und Weise dar, wie wir Quantencomputer betreiben”, erklärt Sundar Pichai, CEO von Google und Alphabet, in einem Blogbeitrag. Die Quantenfehlerkorrektur beschreibt der Geschäftsführer als zentrale Herausforderung in der Quantenforschung, da Qubits sehr empfindlich sind. Es kann schnell zu Rechenfehlern kommen, was sich mit größeren Quantencomputern sogar verstärkt.

Zukunftsträchtige Anwendungsbereiche

Pichai betont dabei auch das Potenzial und die Wichtigkeit von Quantencomputern, die in der Zukunft wichtige Anwendungsbereiche für die Menschheit bringen können: 

Wir glauben, dass Quantencomputer eines Tages eingesetzt werden, um Moleküle für neue Medikamente zu identifizieren, Düngemittel mit weniger Energie zu erzeugen, effizientere nachhaltige Technologien von Batterien bis hin zu Kernfusionsreaktoren als mögliche neue Energiegeneratoren zu entwickeln und physikalische Forschung zu betreiben, die zu Fortschritten führen wird, die wir uns heute noch nicht vorstellen können.

Google legt Fokus auf Sicherheit

Während diese technologischen Meilensteine erreicht werden, betont Pichai aber auch die Sicherheitsthematik, die damit einher geht. Daher gehe Google Partnerschaften mit Regierungen und Sicherheitscommunities ein, um Systeme zu entwickeln, die Quantencomputer vor Angriffen schützen können. Auch Dienste wie Google Cloud, Android und Chrome sollen dabei geschützt werden.

Bevor Quantencomputer in diesem Umfang anwendbar sind, müsse allerdings die Skalierbarkeit erreicht werden – und wann das der Fall ist, bleibt vorerst ungewiss. Pichai zeigt sich allerdings optimistisch. Laut Google handelt es sich bei den Neuigkeiten um das erste Mal, dass dieser experimentelle Schritt hin zur Skalierung eines logischen Qubits erreicht wurde.

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European Innovation Act
© European Commission

Europa verfügt über eine starke Forschungslandschaft sowie über qualifizierte Fachkräfte und innovative Unternehmen. Gleichzeitig bestehen innerhalb der EU unterschiedliche regulatorische Rahmenbedingungen, und der Zugang zu Finanzierungen kann für innovative Unternehmen eine Herausforderung darstellen. Dadurch werden in Europa entwickelte Innovationen nicht immer in Europa weiterentwickelt und wirtschaftlich genutzt. Der nun von der EU-Kommission vorgeschlagene European Innovation Act soll dazu beitragen, diese Rahmenbedingungen zu verbessern und Unternehmen dabei zu unterstützen, grenzüberschreitend zu wachsen und international wettbewerbsfähig zu werden.

Zugang zu Finanzierung und Vergabeverfahren

Der Vorschlag setzt im Prinzip an zwei zentralen Herausforderungen für Innovationen in Europa an: dem Zugang zu Finanzierung und der stärkeren Nutzung öffentlicher Beschaffung.

Erstens soll der Zugang zu Finanzierungen für innovative Unternehmen erleichtert werden. Viele Startups und Scaleups verfügen über Patente, geistiges Eigentum und andere immaterielle Vermögenswerte. Deren Bewertung kann jedoch komplex sein und den Zugang zu Investitionen erschweren.

Der Vorschlag sieht daher einen gemeinsamen EU-Rahmen für die Bewertung von geistigem Eigentum vor. Zudem soll ein digitaler Marktplatz geschaffen werden, der Anbieter und Interessenten für geistiges Eigentum zusammenbringen und Unternehmen durch fachliche Unterstützung bei der Vermarktung ihrer Innovationen unterstützen soll.

Nach Angaben der Kommission könnten diese Maßnahmen die Verwaltungskosten um rund 35 Mio. Euro senken und zusätzliche Finanzierungen von bis zu 10,2 Mrd. Euro pro Jahr über IP-gestütztes Risiko- und Fremdkapital ermöglichen.

F&E-Aufträge

Zweitens soll ein gemeinsames Verfahren für die Vergabe von Forschungs- und Entwicklungsaufträgen (F&E) eingeführt werden. Dieses soll für mehr Rechtssicherheit sorgen und dazu beitragen, neue Technologien schneller zur Marktreife zu bringen. Dazu zählen auch Technologien, die zur Bewältigung gemeinsamer gesellschaftlicher Herausforderungen etwa in den Bereichen Gesundheit, Bildung und saubere Mobilität beitragen können. Zudem soll die gemeinsame Durchführung von F&E-Aufträgen durch öffentliche Auftraggeber aus verschiedenen Mitgliedstaaten erleichtert werden.

Nach Angaben der Kommission könnten diese Maßnahmen zu Einsparungen von rund einer Milliarde Euro pro Jahr bei öffentlichen Auftraggebern führen und zusätzliche jährliche Gewinne von 25,92 Mrd. Euro für Unternehmen ermöglichen. Nach Einschätzung der Kommission könnte zudem das EU-BIP im zehnten Jahr um 0,24 bis 0,42 Prozent über dem Niveau (Anm.: ohne die Maßnahmen) liegen. Im selben Zeitraum könnten – so die Erwartung – bis zu 507.000 zusätzliche Arbeitsplätze entstehen.

„Mit dem Europäischen Innovationsgesetz gehen wir der Fragmentierung direkt entgegen: einen Rahmen für die Bewertung von Rechten des geistigen Eigentums, einen digitalen Marktplatz, der Käufer und Verkäufer verbindet, und einen einfacheren Weg für die Vergabe öffentlicher Aufträge für Spitzenforschung und -entwicklung. Und das ist erst der Anfang. Bis 2028 werden wir einen echten Binnenmarkt schaffen, in dem Ideen schneller skalieren, Finanzen freier zirkulieren und die strategische Autonomie Europas gestärkt wird. Das ist das Europa, das wir aufbauen“, sagt Ekaterina Sacharieva, EU-Kommissarin für Startups, Forschung und Innovation.

EU-Referenzrahmen für Reallabore

Parallel – und separat zum European Innovation Act zu sehen – möchte die Kommission Innovator:innen zudem dabei unterstützen, neue Ideen schneller in marktfähige Lösungen zu überführen. Dazu ist ein Vorschlag für einen gemeinsamen Rahmen für regulatorische Reallabore vorgesehen.

Reallabore ermöglichen es Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Behörden, neue Produkte, Dienstleistungen oder Technologien zeitlich begrenzt in einem kontrollierten Umfeld und unter Aufsicht der zuständigen Behörden zu erproben. Dadurch sollen Erfahrungen mit den geltenden regulatorischen Anforderungen gesammelt werden. Gleichzeitig erhalten Behörden Erkenntnisse darüber, wie bestehende Vorschriften auf neue Technologien angewendet werden können und ob gegebenenfalls Anpassungsbedarf besteht.

In einzelnen Bereichen des EU-Rechts gibt es bereits regulatorische Reallabore. Ein einheitlicher europäischer Ansatz besteht bislang jedoch nicht, sodass sich unterschiedliche Verfahren und regulatorische Rahmenbedingungen ergeben. Eine geplante Empfehlung des Rates soll daher einen gemeinsamen EU-Referenzrahmen für Reallabore in Bereichen schaffen, die bislang nicht durch entsprechende EU-Rechtsvorschriften abgedeckt sind. Dabei sollen Erfahrungen aus den Mitgliedstaaten und bestehenden EU-Initiativen einbezogen werden – mit dem Ziel, die Erprobung innovativer Lösungen zu erleichtern und gleichzeitig öffentliche Interessen zu berücksichtigen.


Zusammenfassung

Worum geht es?
Der European Innovation Act soll Hindernisse für Innovation abbauen, den Weg von der Forschung zum Markt beschleunigen und die Nutzung von geistigem Eigentum erleichtern.

Drei zentrale Maßnahmen

  • Bewertung von geistigem Eigentum: Ein EU-weiter Rahmen soll die Bewertung von Patenten und anderem geistigem Eigentum vereinheitlichen und dadurch den Zugang zu Finanzierung für innovative Startups erleichtern.
  • Digitaler Marktplatz: Eine digitale Plattform soll Käufer und Verkäufer von geistigem Eigentum zusammenbringen.
  • F&E-Beschaffung: Ein gemeinsames Verfahren für die öffentliche Beschaffung von Forschung und Entwicklung soll die Beschaffung und grenzüberschreitende Zusammenarbeit vereinfachen und die Entwicklung und Erprobung innovativer Lösungen fördern.

Erwartete Auswirkungen

  • 10,2 Mrd. EUR zusätzliche Finanzierung für Unternehmen pro Jahr durch die bessere Nutzung von geistigem Eigentum
  • 35 Mio. EUR jährliche Einsparungen bei Verwaltungskosten für Unternehmen durch eine harmonisierte Bewertung von geistigem Eigentum
  • 1 Mrd. EUR jährliche Einsparungen bei öffentlichen Auftraggebern durch effizientere FuE-Beschaffung und vereinfachte grenzüberschreitende Verfahren
  • 25,9 Mrd. EUR zusätzliche jährliche Gewinne für Unternehmen, die an FuE-Beschaffung beteiligt sind
  • 0,24–0,42 % erwarteter Anstieg des EU-BIP über die nächsten zehn Jahre
  • bis zu 507.000 zusätzliche Arbeitsplätze in der EU innerhalb der nächsten zehn Jahre

Quelle: Europäische Kommission, „European Innovation Act“, September 2026. Bei den genannten wirtschaftlichen Effekten handelt es sich um erwartete Auswirkungen.

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