Quanten-Ökosysteme – Überblick über die wichtigsten weltweiten Entwicklungen
Während Quantentechnologien zunehmend den Schritt aus dem Forschungslabor in reale Anwendungen machen, entstehen weltweit Ökosysteme, die sich frühzeitig strategische Vorteile sichern möchten. Dieser Bericht bietet einen ausführlichen Einblick in die weltweit fortschrittlichsten Quantum-Hubs und zeigt die strategischen Kräfte, die ihre Entwicklung vorantreiben.
Das globale Rennen um die Quantentechnologie
Quantentechnologien stehen an der Spitze der nächsten technologischen Revolution und versprechen transformative Auswirkungen in den Bereichen Informatik, Kommunikation, Sensorik und Cybersicherheit. Weltweit arbeiten Länder und Regionen mit Hochdruck daran, ihre Kompetenzen auszubauen. Dabei entstehen dynamische Quantum‑Ökosysteme, getragen von gezielten Investitionen, exzellenter Forschung und neuen Talentpools. Diese Ökosysteme prägen nicht nur die Zukunft von Wissenschaft und Industrie, sondern definieren auch die globale Wettbewerbsfähigkeit im digitalen Zeitalter neu.
Globaler Überblick
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Nord-, Mittel und Südamerika erlebten 2021–2022 einen starken Aufschwung, begünstigt durch einige große Deals, bevor die Zahlen in den folgenden Jahren zurückgingen. Asien, das 2020 führte, zeigt im gesamten Zeitraum einen stetigen Rückgang und erreichte 2023 seinen Tiefpunkt mit nur einer kleinen Erholung 2024. Europa hingegen weist den stabilsten und insgesamt positivsten Entwicklungstrend auf.
Die Gründe für diese Entwicklungen sind vielfältig. Viele Quantum-Startups erlebten 2021–2022 einen starken Anstieg der Finanzierung, insbesondere durch späte große Finanzierungsrunden. 2023 folgte jedoch ein deutlicher Einbruch, da das globale Risikokapitalumfeld vorsichtiger wurde und Investoren Risiken abbauten. Branchenanalysen sprechen hier oft von einer Marktanpassung, von einigen sogar "Quantenwinter" genannt. In China stammen die Investitionen hauptsächlich aus öffentlichen Förderprogrammen, während private VC-Investitionen stärker schwanken.
2025 markiert einen Wendepunkt: Nach den Schwankungen der Vorjahre gewann der Markt durch große strategische Deals in allen Hubs wieder an Schwung und signalisiert neues Vertrauen in Quantentechnologien.
Abbildung: Dealvolumen nach Standort der finanzierten Unternehmen (2020 - 2025)
(in Mio. $)
Quelle: PitchBook
Einblick in die drei führenden Hubs
Nordamerika: Globaler Innovationshub
Nordamerika, allen voran die USA und Kanada, gilt als globaler Innovationshub. Dieses Ökosystem ist international stark vernetzt, kommerziell weit entwickelt und geprägt von intensiver Zusammenarbeit und starken Partnerschaften mit der Industrie. Die USA spielen dabei eine Schlüsselrolle und fungieren sowohl als globaler Knotenpunkt als auch als wichtiger Vermittler, der Länder und Akteure verbindet, die sonst kaum in Austausch treten würden. Die öffentlichen Investitionen sind beträchtlich ($7,67 Mrd. in den USA). Was Nordamerika jedoch besonders auszeichnet, ist der industrieorientierte Ansatz: Technologieriesen (IBM, Google, Microsoft, Amazon) dominieren das Quantencomputing, ergänzt durch eine lebendige Start-up-Szene und aggressive Risikokapitalfinanzierung. Ihre Hauptstärke liegt in der schnellen Umsetzung von wissenschaftlichen Erkenntnissen in marktreife Lösungen, dank einer engen Verzahnung von Forschung und Industrie.
Asien: Staatlich geprägt und forschungsintensiv
Asien, dominiert von China und Japan, steht für ein Ökosystem, das stark auf wissenschaftliche Exzellenz setzt. Die Region ist tief in globale wissenschaftliche Netzwerke eingebettet, aber weniger kommerziell entwickelt als Nordamerika. China ist führend in der Forschung zur Quantenkommunikation (39 % der weltweiten Publikationen) und stellt mit $15,3 Mrd. die weltweit größten öffentlichen Mittel bereit, was sein staatlich geprägtes Modell widerspiegelt. Regulatorische Vorgaben sind in China deutlich weniger ausgeprägt als in vielen anderen Ländern. Japan ergänzt die regionale Dynamik mit Initiativen wie Q-LEAP (2018) und der Vision of Quantum Future Society (2022), die sich auf Quantencomputing und Quantensensorik konzentrieren. Die Dynamik im Privatsektor ist begrenzt: Nur wenige Start-ups (11 in China, 9 in Japan) und schwankende Investitionen, die vor allem von staatlichen Programmen ausgehen, begrenzen die kommerzielle Dynamik.
Europa: Kollaborativ und ausgewogen
Europa positioniert sich als globaler Innovationshub, allerdings mit einem stärker kollaborativen und risikobewussten Ansatz als Nordamerika. Die EU ist weltweit Spitzenreiter beim Umfang der Zusammenarbeit, gestützt auf Initiativen wie Quantum Flagship und Horizon Europe. Länder wie das Vereinigte Königreich, Deutschland und Frankreich verbinden exzellente akademische Forschung mit strukturierter industrieller Beteiligung. Europa beheimatet 542 Unternehmen und 293 Start-ups, die durch stabile öffentliche Finanzierung unterstützt werden ($5,49 Mrd. im Vereinigten Königreich, $3,45 Mrd. in Deutschland, $2,07 Mrd. in Frankreich). Europa profitiert von grenzüberschreitender Zusammenarbeit und einem stabilen Ökosystem, was eine allmähliche, aber nachhaltige Kommerzialisierung fördert.
Beispiele aus der Praxis
Gemeinsamer Quantum-KI-Workflow von D-Wave & Japan Tobacco zur Arzneimittelentwicklung
Im März 2025 erreichten D‑Wave und die Pharmadivision von Japan Tobacco (JT) einen wichtigen Meilenstein: Sie demonstrierten erfolgreich mit einem Proof-of-Concept, wie Quantencomputing die Leistungsfähigkeit von KI in der generativen Arzneimittelentwicklung steigern kann. Ihr Ziel war es, einen Workflow zu entwickeln, in dem die Annealing-Quantenprozessoren von D-Wave das Training großer Sprachmodelle (LLMs) verbessern, die neue Arzneimittelkandidaten auf Basis kleiner Moleküle generieren.
Wie The Quantum Insider berichtet, setzten die Teams auf einen hybriden Ansatz, der klassische Rechenmethoden mit der Quantenverarbeitungseinheit (QPU) von D‑Wave verbindet. Dieser Quantum‑Hybrid‑Workflow ermöglicht es generativen KI‑Modellen, chemische Räume effizienter zu durchforsten und hochwertige, neuartige Moleküle zu erstellen. Dieser hybride Ansatz erzeugte mehr valide und mehr "arzneimittelähnliche" Moleküle als traditionelle Methoden. Moleküle, die durch QPU-unterstütztes Training erzeugt wurden, zeigten zudem höhere Medikamentenähnlichkeitswerte und bessere Energieeffizienz, was darauf hindeutet, dass Quantenprobenbildung dem KI-Modell half, chemische Strukturen besser zu erlernen.
Toshiba & Single Quantum erweitern Langstrecken-QKD mit SNSPDs
Toshiba Europe und Single Quantum haben gemeinsam die Übertragungsreichweite der Quantenschlüsselverteilung (QKD) auf 300 km und darüber hinaus über eine einzige Glasfaserverbindung ausgedehnt. Der entscheidende Durchbruch besteht in der erfolgreichen Validierung von Toshibas QKD-System zusammen mit den supraleitenden Nanodraht‑Einzelphotonendetektoren (SNSPDs) von Single Quantum, die ich durch extrem geringes Rauschen und hohe Detektionseffizienz auszeichnen. Dadurch bleibt das Quantensignal selbst über anspruchsvolle, verlustreiche Strecken stabil und sichere QKD wird ohne Zwischenknoten realisierbar.
Traditionell erreichen QKD-Verbindungen eine maximale Länge von etwa 150 km, weil optische Verluste die Quantensignale abschwächen. Netzbetreiber kompensieren dies üblicherweise durch die Bereitstellung vertrauenswürdiger Knoten (sichere Zwischenstationen, die Schlüssel weiterleiten). Dies ist jedoch nicht immer praktikabel, beispielsweise bei Seekabeln, grenzüberschreitenden Glasfaseranschlüssen oder in abgelegenen Regionen, in denen geeignete Infrastruktur fehlt. Die Verwendung von Single Quantums SNSPD-Technologie erhöht die praktikable Distanz erheblich, wodurch die Notwendigkeit solcher Knoten verringert oder beseitigt wird.
Altice Labs demonstriert quantensicheres Netzwerk für militärische Anwendungen
Altice Labs hat erfolgreich ein quantensicheres taktisches Kommunikationsnetzwerk für den militärischen Einsatz im Rahmen des europäischen Verteidigungsprojekts DISCRETION (Disruptive SDN Secure Communications for European Defence) demonstriert. Die Präsentation fand am 29. Januar 2025 in der portugiesischen Botschaft in Brüssel statt und zeigte, wie Quantentechnologien in softwaredefinierte militärische Funknetze integriert werden können.
Das DISCRETION-Projekt ist eine Initiative im Wert von €6 Mio., finanziert durch die Europäische Kommission, die portugiesische Regierung und private Partner. Es vereint ein internationales Konsortium unter der Leitung von Deimos Engenharia (Portugal) mit Beiträgen von Altice Labs, Adyta, Instituto de Telecomunicações, Instituto Superior Técnico, Telefónica ID, der Polytechnischen Universität Madrid, dem Austrian Institute of Technology und NEXTWORKS.
