Interview mit Alessandro Curioni Was ist der Quantenvorteil?

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Am 21. November 2025 hat Alessandro Curioni, IBM Fellow und Vizepräsident von IBM Europa und Afrika sowie Direktor des IBM Research Lab in der Schweiz, DataCenter-Insider ein Interview über Quantencomputer gewährt.

Curioni ist ein anerkannter Experte auf dem Gebiet des Hochleistungsrechnens und der Computerwissenschaft, wo sein innovatives Denken und seine bahnbrechenden Beiträge zur Lösung einiger der komplexesten wissenschaftlichen und technologischen Probleme in den Bereichen Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt, Konsumgüter und Elektronik beigetragen haben. Er war etwa Mitglied des Gewinnerteams, das 2013 und 2015 mit dem renommierten Gordon Bell Prize ausgezeichnet wurde. Seine Forschungsinteressen umfassen derzeit KI, Big Data und neuartige Rechenparadigmen wie neuromorphes und Quantencomputing.
Curioni erwarb seinen Bachelor-Abschluss in Theoretischer Chemie und seinen Doktortitel an der Scuola Normale Superiore in Pisa, Italien. Er begann 1993 als Doktorand bei IBM Research – Zürich, bevor er 1998 offiziell als wissenschaftlicher Mitarbeiter eintrat. Dort hatte er verschiedene Forschungs- und Führungspositionen inne, darunter die des Gründungsleiters der Abteilung für Kognitive Informatik und Computerwissenschaften. Er ist Mitglied der Schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften.

Es gibt unterschiedlichste Angaben zur Frage ob Quantencomputer nun Energie-effizienter sind als digitale Computer. Nun war ich neulich bei Bluefors, dem finnischen Unternehmen, dass die Kryostaten baut und den 'Kronleuchter', an dem der Quantum-Chip befestigt wird, sowie diverse Messgeräte für Quantencomputer. Doch die machen ein großes Geheimnis daraus, wie viel Energie aufgewendet werden muss, um den Aufbau initial zu kühlen und konstant kühl zu halten. Dann frage ich doch IBM als Anwender.

Alessandro Curioni: Klar, dass Bluefors keine klaren Aussagen treffen will, die stehen im Wettbewerb mit anderen Anbietern für Sub-Kelvin-Technik wie Sumitomo Heavy Industries, Janis Research, Dexin Mag und Oxford Instruments zum Beispiel.

Aber ich habe auch Janne Lehtinen, Chief Science Officer von Semiqon getroffen. Die Firma entwickelt nach eigenen Angaben Quantenprozessoren auf Silizium-Basis für das Zeitalter der Millionen-Qubits, indem sie drei Probleme angehen: Skalierbarkeit, Preis und Nachhaltigkeit, letzteres unter anderem durch wärmere Temperaturen, wodurch er nur einen Bruchteil der Energie benötigt würde. Lehtinen sagt, ein IBM Bluefors-System benötige 3 Megawatt um herunterzukühlen und den Computer rechnen zu lassen.‍

Alessandro Curioni: Erst einmal arbeiten Quantencomputer generell effizienter als es klassische Rechner erlauben. Insbesondere Künstliche Intelligenz wird effizienter; denn klassische Methoden beruhen auf oftmaliger Wiederholung beziehungsweise darauf, dass das Rad mehrfach erfunden wird.

Zudem setzt das klassische Rechnen auf perceptive Elektrik, also wahrnehmungsfähige elektrische Schaltkreise. Somit fließt konstant elektrische Energie durch die Devices und nur ein minimaler Teil davon wird tatsächlich für das eigentliche Computing benötigt.

Quantencomputing beruht rein auf physikalischen Rechenmodellen, jede Operation ist irreversibel. Diese Unumkehrbarkeit bedeutet, dass keine Energie vergeudet werden muss. Klassische Rechnerei benötigt jede Menge Zusätze etwa Kabel und aktive Netzkomponenten, die Energie verschlingen, sowie für die Kühlung.

Aber das Herunterkühlen eines Quantencomputers dauert etwa zwei Tage.

Alessandro Curioni: Ja, es geht Energie in das erstmalige Herunterkühlen, doch nur 1 bis 2 Prozent sind für den eigentlichen Qubit-Raum aufzuwenden. und wenn ein System einmal läuft, muss man nur noch wenig Energie aufbringen, um die Temperatur zu halten.

Anm. d. Redakon: Laut Capgemini liegt der Gesamtstromverbrauch, inklusive Kühlung/Support-Systeme) für viele aktuelle supraleitende Quantencomputer typischerweise im Bereich von 15 bis 25 Kilowatt. Und nach Angaben des IEE Spectrum liegt die eigentliche Quantenchip-Leistungsaufnahme bei deutlich unter 1 Watt.

Mein Eindruck ist, dass sich die Definition dessen, was Quantum-Vorteil bedeutet, sich den Forschungsergebnissen angleicht und IBM von dem abrückt, was ursprünglich zu beweisen war, nämlich, dass mit Quantencomputern schneller gerechnet werden kann und neue Dinge in Erfahrung zu bringen sind.

Alessandro Curioni: Zwei Achsen sind maßgeblich, um zu zeigen, dass digitales Computing an die Grenzen stößt : die Rechenzeit und die -kosten (im Bild die y-Achse) und die Zeit und die Komplexität, die es braucht, um ein Abbild der Wirklichkeit zu simulieren (x-Achse); denn das ist es, was die IT macht; sie erzeugt ein digitales Konstrukt, das irgendwie die Wirklichkeit abbildet.

Mit bisheriger Technik geht die Kurve mittlerweile so steil nach oben, dass absehbar ist, wann dieses Konstrukt kollabiert. Die einzige Chance, die Systeme weiter zu entwickeln besteht darin, diese exponentielle Kurve zu killen.

Doch ja: Es bleibt das einen Quantencomputer zu bauen, der bestätigtermaßen geeignet ist, um prinzipiell alle Fragestellungen zu lösen. Doch bis dahin braucht es unterschiedliche Lösungsansätze und Probleme, die zu den Eigenschaften eines Quantencomputers passen.

Es gibt ja verschiedene Techniken, etwa Spin-Quantencomputer oder Ionenfallencomputer und solche auf der Basis neutraler Atome sowie verschiedene Annelaer. Wird es darauf hinauslaufen, dass die unterschiedlichen Techniken auch diverse Probleme lösen?

Alessandro Curioni: Könnte sein.

Sie haben darauf hingewiesen, dass die Entwicklung passender Algorithmen zum A und O des Quantencomputing gehört. Was braucht es um daran zu kommen. Eine Art höhere Programmiersprache für Quantencomputer, ein Framework, das die Basis für das Einpassen von Algorithmen erlaubt oder eine Art Übersetzer von Digital auf Quantum?

Alessandro Curioni: Wir zählen über 650.000 Nutzer weltweit und mehr als 300 Mitglieder des IBM Quantum Network aus verschiedenen Branchen beschäftigen sich mit domänenspezifischen Herausforderungen (Finanzdienstleistungen, Gesundheitswesen und Biowissenschaften, Materialwissenschaften, Optimierung und mehr) und entdecken neue Algorithmen für die Zukunft der Datenverarbeitung. Sie würden lieber noch tiefer in die Quantenphysik eintauchen, weil sie durch das Design des Computers, der Prozessoren und der Messtechnik nicht beeinflusst werden wollen.

Doch ganz ehrlich, schon heute gehören Programmiersprachen in die Rente geschickt.

Das heißt, man braucht keine Programmierer mehr, sondern Mathematiker.

Alessandro Curioni: Auch in der Künstlichen Intelligenz dreht sich alles um Algorithmen.

Neulich auf dem „Bitkom Quantum Summit“ habe ich erstmals den Begriff "Quantum AI" gehört. Unterscheidet sich diese Künstliche Intelligenz von der, die es in der digitalen Welt gibt.?

Alessandro Curioni: Auf einem Basis-Level geht es um ein Mapping von einem Input-Feld auf ein Output-Feld. Dieses Mapping geschieht in neuronalen Netzwerken. Limitiert wird das durch die Anzahl der ausführbaren Operationen und der dafür notwendigen Compute-Nodes in einer zeitlichen Dimension.

Das Mapping in einem Quantencomputer geschieht allerdings in einem Raum mit unendlich vielen Dimensionen (Die Animation, die Philip Intallura, Head of Quantum bei HSBC im Quantum Lab am 21. November 2025, zeigt, demonstriert das Durchspielen verschiedener Möglichkeiten in einem digitalen Computer und im Quantenrechner.). Das macht die Berechnungen nicht nur schneller, sondern erlaubt auch die Übertragung von komplexen Rechnereien per Algorithmen auf die Qubits. Im Übrigen braucht es dazu weniger Daten.

Ein Quantencomputer kann aus weniger Daten also Muster herauslesen, die in einem digitalen, neuronalen Netz nicht einmal erkannt würden, weil etwa die Datenmenge nicht ausreichen würde. Denn bisher ist Künstliche Intelligenz ein statistisches Modell, das aus Daten einen Sinn errechnet. Aber Quantencomputer benötigen keine großen Modelle um trainiert zu werden, er findet Muster beziehungsweise Verbindungen im unendlichen Raum. Das ist so als wenn ich eine Zahl vorgebe und fragte: Welche Zahlen muss ich multiplizieren, um auf dieses Ergebnis zu kommen?

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