100fache Leistung trotz 90 Prozent weniger Energie im Leibniz-Rechenzentrum 62-Millionen-Finanzierung für photonische Chips von Quant

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Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften

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Europäische Investoren haben dem Unternehmen Qant 62 Millionen Euro für die Produktionsskalierung von photonischen Chips und Servern zugesichert. Diese versprechen signifikante Leistungs- und Effizienz-Zugewinne, insbesondere bei KI-Workloads. Im Leibniz-Rechenzentrum in Garching ist der „Native Processing Server“ bereits im Einsatz.

Das Stuttgarter Startup Qant hat den Abschluss der Serie-A-Finanzierungsrunde für die weitere Entwicklung seiner photonischen Chips bekannt gegeben. Die bei europäischen Investoren eingeworbenen 62 Millionen Euro sollen konkret die Marktreife einer neuen Generation von photonischen Prozessoren und die Skalierung ihrer Produktion beschleunigen.

Zudem soll das Qant-Team vergrößert und eine Expansion in die USA und nach Asien vorbereitet werden. In Folge der Investitionsrunde hat Qant zudem seinen Beirat mit den Halbleiter-Experten Hermann Hauser (ARM) und Hermann Eul (Intel) aufgestockt.

Wege zum Rechnen mit Licht

Das Potenzial optisch rechnender Chips für rechenintensive Workloads ist beeindruckend. Im Vergleich zu elektrischen Schaltkreisen müssen photonische Signale nahezu keinen Widerstand überwinden, womit photonische Chips auch signifikant weniger Energie als klassische Prozessoren benötigen, ohne auch nur vergleichbare Mengen an Hitze zu produzieren. Zudem können photonische Chips mit deutlich höheren Bandbreiten operieren und mehrere Wellenlängen des Lichtes parallel nutzen (Wellenlängenmultiplexing): ein besonderer Vorteil bei KI-Workloads (Künstliche Intelligenz) mit ihrem hohen Grad an Parallelisierung.

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Die Integration photonischer und konventioneller Hardware und die Effizienzverluste durch die dadurch notwendige Umwandlung photonischer in elektrische Signale und wieder zurück , etwa bei dem Zugriff auf den Arbeitsspeicher oder bei der Veränderung der Berechnungsparameter, gehören dabei zu den entscheidenden Hürden auf dem Weg zur Realisierung des Potenzials photonischer Chips.

Marktreifer Prozessor, photonischer Server in der Evaluierungsphase

Qant betont, das Kernstück seines photonischen Produktionsportfolios, der im November 2024 vorgestellte Prozessor, sei bereits „marktreif“. Dieser wird als Teil einer „Native Processing Unit“ (NPU) auf einer Platine mit PCI-Express-Schnittstelle ausgeliefert.

Der Marktreife nah, aber nicht ganz so weit, sei ein darauf aufbauender „Native Processing Server“. Mit einem 19-Zoll-Format soll dieser mühelos Platz in gängigen Datacenter-Racks finden und als Co-Prozessor die Teilberechnung von KI- und HPC-Aufgaben (HPC = High Performance Computing) übernehmen. Auch hier bildet die Native Processing Unit das Herzstück, unterstützt von einer x86-CPU, Speicher und Ethernet-Interface. Im Rahmen einer „nahtlosen Marktintegration“ bietet Qant den photonischen Server ab sofort „für eine frühzeitige Evaluierung an“.

Leibniz-Rechenzentrum nimmt photonischen Server in Betrieb

Zu den frühen Abnehmern des Native Processing Server gehört das Leibniz-Rechenzentrum, ein Institut der Bayerischen Akademie der Wissenschaften. Am 22. Juli 2025 hat Qant „die weltweit erste Inbetriebnahme eines photonischen Co-Prozessors in einer Höchstleistungsrechnerumgebung“ der Öffentlichkeit verkündet. Laut dem Leibniz-Rechenzentrum-Direktor Dieter Kranzlmüller lässt sich der Qant-Server „leicht in die bestehende Infrastruktur integrieren“.

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Das Supercomputing-Zentrum könne den photonischen Chip „sofort in praktischen Szenarien bewerten“, um das Potenzial auszuloten, „KI- und Simulations-Workloads zu beschleunigen und gleichzeitig unseren ökologischen Fußabdruck deutlich zu verringern“. Dafür will das Leibniz-Rechenzentrum im Rahmen einer Partnerschaft geeignete Benchmarks entwickeln und den praktischen Einsatz der Qant-NPU bei KI-Inferenz, Computer Vision und Physiksimulationen testen.

Bei einer Feier anlässlich der Inbetriebnahme zelebrierte die Forschungsministerin Dorothee Bär (CSU) einen „beeindruckende[n] Beweis für deutsche Spitzentechnologie“. Der bayerische Wissenschaftsminister Markus Blume (CSU) zeigte sich stolz darauf, dass gerade in Garching „erstmals weltweit ein photonischer KI-Server im Einsatz“ sei und „90 Prozent weniger Energieverbrauch bei 100-facher Leistung“ liefere.

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Zwischen 46 Prozent und 50-mal weniger Rechenoperationen benötigt

Auch der Hersteller verspricht, mit Berufung auf nicht näher spezifizierte Praxistests, „eine bis zu 30-fache Energie-Effizienz, eine 50-fache Leistungssteigerung und das Potenzial, die Kapazität von Rechenzentren um das 100-fache zu erhöhen“. Konkreter wurde Qant bei der Vorstellung des photonischen Chips im November 2024. Damals gab der Hersteller an, bei Simulationen mit sogenannten Kolmogorov-Arnold-Networks, einer alternativen Architektur zu etablierten neuronalen Netzen, durch den Einsatz des photonischen Chips 43 Prozent weniger Parameter bei insgesamt 46 Prozent weniger Rechenoperationen benötigt zu haben, was erhebliche Leistungssteigerungen bei der KI-Inferenz verspreche.

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Ebenfalls habe die Qant-NPU bei der Bilderkennung für die gleichen Aufgaben hunderttausend Parameter und zweihunderttausend Operationen benötigt, wo herkömmliche Hardware über 5 Millionen Parameter und 10 Millionen Operationen für weniger optimale Ergebnisse bräuchten.

Dabei versichert Qant, auch komplexe Algorithmen unmittelbar durch Lichtintereferenz ohne Energieverluste durch Elektronik auszuführen. Zu den Effizienzverlusten durch die Zusammenarbeit mit elektrischer Hardware jenseits der eigentlichen Rechenoperationen und zu den Perspektiven ihrer Linderung hat sich Qant hingegen bislang nicht konkret positioniert.

Allgemein ist es erklärtes Ziel des Unternehmens, die eigenen „photonischen Prozessoren bis 2030 zu einem skalierbaren und Energie-effizienten Eckpfeiler der KI-Infrastruktur zu machen“.

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Europäische Investoren setzen auf Effizienz-Potenziale

Zumindest die Investorengruppe scheinen diese Pozentiale überzeugt zu haben. Einen großen Teil der Investitionen leisten die europäischen Venture-Fonds für grundlegende technische Entwicklungen Cherry Ventures, UVC Partners und Imex Xpand. Neben anderen Investoren in Fundamentaltechnologien beteiligen sich zudem die Landeskreditbank Baden-Württemberg und der Ankerinvestor Trumpf, aus dem Qant hervorgegangen ist. Gerade das Pozential der photonischen Prozessoren, „Betriebskosten von Rechenzentren drastisch zu senken“, führt dabei der Cherry Ventures-Partner Christian Meermann als wichtigstes Argument für die Investition in Qant an.

Mit den europäischen Investoren, aber auch einer europäischen Zulieferungskette und einer ersten Produktionslinie bei IMS Chips in Stuttgart will sich Qant als „Rückgrat für die Zukunft des Hochleistungsrechnens ‚Made in Europe‘“ positionieren.

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