Erste kommerzielle Nutzung der Native Processing Unit aus Stuttgart Rechnen mit Licht - Ionos und Qant vereinbaren Partnerschaft

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Cloud-Anbieter Ionos und Qant, ein Pionier im Bereich photonenbasierter Chip-Technologien, haben eine Zusammenarbeit vereinbart. Dies zielt nach Angaben der Unternehmen darauf ab, „die technologische Souveränität Europas im rasant wachsenden Bereich der Künstlichen Intelligenz zu stärken und die steigenden Energie- und Leistungsanforderungen von KI-Workloads zu bewältigen“.

Qant kommerzialisiert photonische Beschleuniger für Künstliche Intelligenz (KI) und High Performance Computing (HPC), die eine skalierbare Alternative zu transistorbasierten Systemen bieten können. Die Native Processing Units (NPUs) des Unternehmens führen mathematische Operationen direkt auf TFLN-basierten (Thin Film Lithium Niobate) Photonischen Integrierten Schaltkreisen aus und ermöglichen so ein Energie-effizientes und leistungsstarkes Co-Processing für komplexe Rechenaufgaben.

Qant-CEO Michael Förtsch zum Stand analogen Rechnens mit Licht

Photonische Chips sind ein Formel-1-Bolide… und nahezu startklar

Qant wurde 2018 gegründet. Der Hauptsitz befindet sich in Stuttgart, wo das Unternehmen gemeinsam mit IMS CHIPS eine eigene TFLN-Chip-Pilotlinie betreibt. Der US-amerikanische Sitz ist in Austin, Texas. Das Unternehmen sicherte sich 2025 das größte Series-A-Investment für photonisches Computing in Europa und stellte im selben Jahr seine Prozessoren der zweiten Generation vor, die in wissenschaftlichen und kommerziellen Rechenzentren im Einsatz sind.

Die Kooperation mit Ionos ist für Qant ein wichtiger Schritt in Richtung Industrialisierung seiner photonischen Prozessoren. Die Zusammenarbeit öffnet die Tür für den erstmaligen Einsatz der Native Processing Server (NPS) von Qant in kommerziellen Rechenzentren. In wissenschaftlichen Datencenter sind die Qant-NPSs bereits im Einsatz, so in den Hochleistungsrechenzentren am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) in München sowie am Forschungszentrum Jülich (siehe Kasten).

Made in Europe

In einer Zeit, in der KI-Infrastrukturen zunehmend von außereuropäischen Technologiekonzernen dominiert werden, wollen Ionos und Qant zudem ein klares Zeichen für Innovation „Made in Europe" setzen. Die Partnerschaft verbinde die Erfahrung von Ionos im Aufbau und Betrieb souveräner Cloud- und KI-Infrastrukturen mit den Qant- Entwicklungen im Bereich innovativer Prozessortechnologien.

Debatten über digitale Souveränität konzentrieren sich meist auf Software- und Plattformfragen. Die zugrunde liegende Rechen- und Prozessorinfrastruktur gerät dabei häufig in den Hintergrund, heißt es von den Partnern. Die Kooperation zwischen zeige jedoch, dass Europa auch auf der Hardware-Ebene eigene Wege gehen kann.

Photonisches Computing nutzt Lichtwellen anstelle elektrischer Ströme, um Daten zu verarbeiten. Dadurch lassen sich komplexe mathematische Operationen nahezu ohne Wärme-Entwicklung und mit deutlich geringerem Energieverbrauch ausführen. Angesichts des wachsenden Energiebedarfs von Rechenzentren gilt das lichtbasierte Rechnen als vielversprechender Ansatz für eine nachhaltigere Computerarchitektur der Zukunft.

Viele neue Möglichkeiten

Lichtbasierte Prozessoren für KI-Anwendungen bieten eine nachhaltige und souveräne Alternative zu konventionellen Chip-Architekturen. Sie sind somit ein entscheidender Baustein für technologische Unabhängigkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Qant stelle mit seiner noch kurzen Unternehmensgeschichte unter Beweis, dass sich photonische Prozessoren zu 100 Prozent in der Europäischen Union herstellen lassen.

Sie ermöglichen zudem eigenständige Software-Stacks. Darüber hinaus könnten sie den Energieverbrauch deutlich reduzieren und die Stromnetze in der EU entlasten.

Qant-Rechner in München und Jülich

Im November des vergangenen Jahres sind das Forschungszentrum Jülich und Qant eine vierjährige Kooperation für das photonische Computing eingegangen. Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) und das Stuttgarter Deep-Tech-Unternehmen wollen in einer Entwicklungspartnerschaft gezielt das Potenzial photonischen Computings für das Hochleistungsrechnen untersuchen.

Dafür sind die Qant-Prozessoren in die modulare Rechnerinfrastruktur des JSC eingebunden. Ziel ist es, das Zusammenspiel zwischen photonischer Hardware und klassischen Supercomputern weiterzuentwickeln und den Energieverbrauch bei rechenintensiven Aufgaben deutlich zu reduzieren. Dazu werden etwa verschiedene Anwendungen und wiederkehrende Programmbestandteile („Kernel-Routinen“) mit den NPUs beschleunigt.

Q.ANT und das JSC verfolgen einen Co-Design-Ansatz eng, um die nächste Generation photonischer Architekturen zu gestalten. Die Erfahrungen aus den Jülicher Tests fließen direkt in die Weiterentwicklung der Technologie bei Qant ein.

Etwas früher im vergangenen Jahr , im Juli, hatte Qant seinen NPS an das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) ausgeliefert. Es handelte sich dabei um die weltweit erste Inbetriebnahme eines photonischen Co-Prozessors in einer Höchstleistungsrechnerumgebung (HPC). Auch hier geht es darum, die photonische Beschleunigung für künstliche Intelligenz (KI) und Simulationen zu evaluieren und den Weg zu deutlich höherer Rechenleistung bei erheblich reduziertem Energieverbrauch zu ebnen.

Da auf dem photonischen Chip von Qant selbst keine Wärme entsteht, entfallen kostspielige Kühlmaßnahmen. Und dank der besonderen Eigenschaften des Lichts lassen sich komplexe Berechnungen auf dem photonischen Prozessor schneller und Energie-effizienter erledigen. Es entsteht eine neue Klasse von hochleistungsfähigen Server-Racks, mit:

• 90-fach geringerem Stromverbrauch pro Anwendung durch den geringeren Kühlbedarf der photonischen Prozessoren von Qant

• 100-facher Steigerung der Rechenzentrumskapazität durch höhere Rechendichte und erhöhte Rechengeschwindigkeit

• 16-Bit-Gleitkommagenauigkeit mit nahezu 100-prozentiger Genauigkeit für alle Rechenoperationen auf dem Chip.

• nahtloser Integration durch PCIe-Schnittstelle, x86-Kompatibilität sowie Unterstützung von Pytorch, Tensorflow und Keras.

Andreas Nauerz, Chief Product Officer bei Ionos, sagt: „Digitale Souveränität ist keine abstrakte Vision, sondern eine wirtschaftliche Notwendigkeit für Europa.“ Mit Qant habe man einen Partner, der Computing neu denkt und mit einem durchgängig souveränen KI-Stack die weitere Skalierung von KI-Infrastrukturen erst ermöglicht. „Gemeinsam können wir Anwendern Zugang zu innovativen KI-Technologien zu bieten, die auf europäischen Werten wie Datenschutz, Transparenz und technologischer Selbstbestimmung basieren."

Michael Förtsch, CEO von Qant, ergänzt: „Unsere Technologie setzt völlig neue Standards bei KI und High Performance Computing. Photonische Chips können durch höhere Rechenleistung und deutlich reduziertem Energieverbrauch gerade in der KI ihre Stärken gegenüber klassischen GPUs ausspielen. Durch die Kooperation gehen wir nun einen entscheidenden Schritt in Richtung Kommerzialisierung und Industrialisierung unserer Technologie und haben in Ionos dafür den idealen Partner gefunden."

Schon Im Sommer dieses Jahres wollen beide Partner erste gemeinsame Lösungen für KI- und HPC-Anwendungen der nächsten Generation in der Cloud vorstellen.

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