Quantencomputer in Lugano: Der Cloud-Zugang kommt vor der eigenen Maschine

IBM und Lockheed Martin haben am 10. September den Swiss Quantum Innovation Hub an der ETH Zürich vorgestellt, wie der IBM Quantum Blog berichtet. Im Mittelpunkt steht der Prozessor Nighthawk r2 mit 120 Qubits, den Quantenbits. Zugang gibt es sofort über die Cloud. Die dedizierte Maschine in Lugano soll laut IBM erst bis Ende 2026 betriebsbereit sein.

Der Swiss Quantum Innovation Hub verteilt die Rollen klar

Der Hub bündelt IBM, Lockheed Martin und die ETH Zürich rund um das erste IBM Quantum System Two der Schweiz. Die Mitteilung von PR Newswire vom selben Tag nennt zusätzlich einen sogenannten Offset mit armasuisse, dem Bundesamt für Rüstung der Schweiz. Das erklärt, warum Lockheed Martin mit am Tisch sitzt.

Die Aufgaben verteilen sich laut IBM-Blog so:

• IBM betreibt den Quantencomputer und forscht gemeinsam mit Lockheed Martin und beteiligten Schweizer Institutionen.
• ETH Zürich koordiniert den Zugang und stellt Expertise, Ressourcen und Technologien bereit. Schweizer Industrie, Startups und Hochschulen erhalten darüber Zugriff auf die Maschine.
• CSCS in Lugano beherbergt das System und liefert Strom, Kühlung und Sicherheit.
• Lockheed Martin bringt unter anderem Quantensensorik für die Navigation und die additive Fertigung metallischer Legierungen ein.

Der Vertrag zwischen IBM und der ETH läuft zunächst drei Jahre bis 2029. Das ist ein Zeitfenster und keine Dauergarantie. Wer schon für 2027 die nächste Hardware-Generation einplant, sollte die Vertragslaufzeit neben die Präsentationsfolie legen.

Ein System Two steht bereits an IBM-Standorten in New York sowie bei Partnern in Kobe in Japan und San Sebastián in Spanien. Lugano wäre damit ein weiterer Knoten in einer wachsenden Flotte. Das ist die Darstellung von IBM, eine unabhängige Prüfung liegt nicht vor.

Nighthawk r2 liefert Spitzenwerte, aber keine Betriebszusage

Der Prozessor IBM Quantum Nighthawk r2 ist laut IBM der schnellste und fortschrittlichste, den das Unternehmen seinen Nutzern zur Verfügung stellt. Er bietet 120 programmierbare Qubits und eine neue, schnelle Rücksetz-Architektur. IBM nennt mehr als 100.000 Schaltkreise pro Sekunde. Gegenüber den Prozessoren der Heron-Familie soll der Durchsatz bis zu 25-mal höher liegen. Es handelt sich um Herstellerangaben.

Durchsatz bedeutet hier mehr Schaltkreise pro Sekunde in der Verarbeitung, nicht 25-mal bessere Wissenschaft. Für wiederholte Experimente, Stichproben und hybride Abläufe ist das relevant. Im Labor verkürzt es die Wartezeit pro Stapel, sofern Warteschlange, Kalibrierung und Fehlerkorrektur mitspielen. Die Pressemitteilung liefert einen Spitzenwert. Eine Zusage zu Verfügbarkeit, Fehlerbudget und Wartungsfenstern enthält sie nicht.

Außerdem hat IBM Schaltkreise mit 7.500 Quantengattern demonstriert und rahmt das als Meilenstein auf der eigenen Roadmap. Demonstriert heißt, die Architektur hat es gezeigt. Eine garantierte Tiefe im täglichen Hubbetrieb folgt daraus nicht. Ob ein konkreter Chemie-Ablauf diese Tiefe braucht und ob sie unter realen Störbedingungen trägt, muss jeder Nutzer selbst messen. Einen Überblick über das Feld bietet Quantencomputing im Überblick.

Zwischen Cloud-Zugang und eigener Maschine liegt eine Wartezeit

Organisationen, die über die ETH dem Hub beitreten, erhalten laut IBM und PR Newswire sofort Zugang zur IBM-Flotte über die Cloud. Das dedizierte System Two in Lugano folgt später. IBM schreibt, es solle bis Ende 2026 in Betrieb sein, und die ETH koordiniert dann den Zugang zur Schweizer Maschine.

Daraus ergeben sich zwei Zeitscheiben. Die erste ist die Cloud-Flotte: sofort verfügbar, aber geteilt mit dem Rest der Welt, mit Warteschlange und Priorisierung wie bei jedem Cloud-Angebot. Die zweite ist das System Two am CSCS neben dem Alps-Supercomputer, dediziert für Hub-Mitglieder, aber erst nutzbar, wenn die Maschine steht und läuft.

Wer in einer Vorstandsvorlage „Schweizer Quantencomputer vor Ort ab dem vierten Quartal“ schreibt und damit den Start produktiver Optimierung auf Lugano-Hardware meint, vermischt beide Scheiben. Näher am Text liegt, wer „wir können sofort experimentieren“ schreibt und den Cloud-Zugang über die ETH meint. Viele Schlagzeilen streichen den zweiten Teil, dann bleibt nur „erstes System Two der Schweiz“, und die Zeitrechnung verschwindet.

Der Zieltermin Ende 2026 ist keine Verfügbarkeitszusage für einen bestimmten Anwendungsfall. Bis dahin müssen Lieferung, Installation, Kühlung, Sicherheitsabnahme, Kalibrierung, das Zugangskonzept der ETH und die Regeln für die Hub-Mitgliedschaft abgeschlossen sein. Der Termin taugt als Planungshorizont für Schweizer Institutionen, die Kapazität und Expertise bündeln wollen. Als Garantie, dass eine Machbarkeitsstudie im Januar auf dedizierter Hardware mit 7.500 Gattern läuft, taugt er nicht.

Die Kombination aus sofortigem Cloud-Zugang und späterem Zieltermin ist für IBM und die ETH klug, weil sie das Warten auf die Maschine überflüssig macht, birgt aber genau die Verwechslungsgefahr, vor der dieser Artikel warnt. Pilotzugang ist keine Produktionsfreigabe. Dasselbe Muster zeigt sich bei Agenten mit künstlicher Intelligenz (KI) in Unternehmen.

Rechenbeispiel: Was die Wartezeit auf Lugano kostet

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Die folgende Rechnung ist illustrativ und weder Preisliste eines Anbieters noch Gebührenordnung der ETH. Angenommen wird ein internes Team aus vier Personen: zwei Spezialisten für Quanten- und Hybridverfahren, ein Fachexperte für Chemie oder Quantenfinanz und eine Person für Integration und Controlling. Die Vollkosten in Deutschland, Österreich und der Schweiz liegen grob bei 110.000 Euro pro Person und Jahr, also rund 27.500 Euro pro Quartal. Für vier Personen sind das 110.000 Euro pro Quartal.

Die Wartezeit ergibt sich aus der Ankündigung Mitte September und dem Einsatz bis Jahresende. Das sind grob ein bis anderthalb Quartale, vorausgesetzt, der Termin hält. In dieser Zeit läuft nur der Cloud-Zugang. Dafür seien Credits und Beratung im Wert von 15.000 bis 40.000 Euro pro Quartal angesetzt. Mit der Mitte von 25.000 Euro kommen rund 135.000 Euro pro Quartal zusammen.

• Hält der Termin, vergehen ein bis anderthalb Quartale mit Kosten von etwa 135.000 bis 200.000 Euro. Dafür gibt es eine Lernkurve auf der Cloud-Flotte und danach den Wechsel auf die dedizierte Maschine.
• Verschiebt sich der Start um ein Quartal, sind es etwa zwei bis zweieinhalb Quartale und rund 270.000 bis 340.000 Euro. Die Cloud-Phase wird länger, die ursprüngliche Planung veraltet.

Die Teamkosten dominieren: Sie liegen etwa beim Vierfachen der Credits. Cloud-Zugang lohnt sich also, wenn die Zeit für Algorithmus-Prototypen, Tests der Schaltkreistiefe und hybride Abläufe genutzt wird, gemessen und dokumentiert, mit Abbruchkriterien. Er lohnt sich nicht, wenn die Vorstandsfolie „lokal ab Q4“ als Produktionsstart verkauft wird und das Team drei Monate Wartezeit ohne Hypothesenprotokoll verbrennt.

Auch die 25-fache Durchsatzzahl hilft nur, wenn die Schaltkreise sinnvoll auf der Architektur laufen. 100.000 Schaltkreise pro Sekunde bei falscher Problemformulierung sind teurer Leerlauf. Sinnvoller als Euro pro Quartal ist deshalb die Kennzahl Euro pro validierter Hypothese. Streicht ein Unternehmen bei Verzug die Machbarkeitsstudie, oder verlängert es die Cloud-Phase mit schärferen Lernzielen? Die Antwort zeigt, ob Hardware-Theater oder Experimentierdisziplin finanziert wird.

Als Leitplanken gelten ohne erfundene Verfügbarkeitsprozente:

• Eine Planung mit „Produktionsanwendung im ersten Quartal“, aber nur Cloud-Zugang und ohne Messplan für die Übergabe auf die eigene Maschine, verdient kein Vertrauen.
• Ist die 25-fache Durchsatzzahl die einzige Begründung für eine Budgetumschichtung, fehlen Hypothesenliste und Abbruchkriterien.
• Übersteigen die Teamkosten die Credits um das Vierfache und gibt es keine wöchentlichen Lernziele, wird Anwesenheit finanziert statt Fortschritt.
• Ersetzen Herstellerzitate die vertragliche Verfügbarkeitszusage, liegt eine Kommunikationslage vor, aber keine Betriebslage.

Praktisch heißt das, drei Hypothesen zu formulieren, die sich mit Cloud-Zugang testen lassen, bevor die Maschine in Lugano steht. In der Chemie wäre das etwa die Frage, ob ein hybrider Ansatz auf einer bestimmten Problemklasse eine bessere Annäherung erreicht als eine klassische Vergleichsmethode. In der Optimierung lautet sie, ob bei einer bestimmten Instanzgröße die Lücke zur klassischen Heuristik sinkt. In den Finanzdiensten geht es darum, ob sich eine Risikokennzahl in einer hybriden Verarbeitungskette reproduzierbar mit dokumentiertem Fehlerband schätzen lässt.

Anwendungen, Partner und Ausbildung reichen weit über den Chip hinaus

IBM nennt als Anwendungsfelder Chemie, Materialwissenschaften, Optimierung und Finanzdienstleistungen. Das sind die üblichen Kandidaten: Moleküle, die sich klassisch schwer simulieren lassen, Materialprozesse, Optimierung in Logistik und Produktion sowie hybride Ansätze in der Finanzmathematik. Für Banken und Vermögensverwalter in Deutschland, Österreich und der Schweiz öffnet der Hub den Zugang zur Flotte und später zu einer dedizierten Maschine. Eine produktionsreife Preisberechnung folgt daraus nicht. Wer Quantencomputer in Banken bei Portfolio und Kredit plant, führt Budget für Machbarkeitsstudien und Prüfungen der Regelkonformität getrennt von der Lugano-Folie.

Das System Two steht laut IBM im selben Gebäudekomplex wie der Alps-Supercomputer am CSCS. IBM nennt den Rahmen quantenzentriertes Supercomputing und meint damit Hybridbetrieb: klassische Server, kryogene Infrastruktur nahe dem absoluten Nullpunkt, modulare Steuerelektronik und den Quantenprozessor. Forschende sollen Materialien, Moleküle und chemische Prozesse untersuchen, die klassisch schwer zu simulieren sind. Der Ablauf gehört daher von Beginn an als Hybrid geplant, die klassische Schicht ist Teil des Systems. Datenschutz und Vertraulichkeit bleiben Aufgabe der Nutzer, denn ein Hub in der Schweiz löst Fragen zu Trainingsdaten, Modell-Eigentum und Kundengeheimnissen nicht automatisch.

Lockheed Martin und IBM planen zwei gemeinsame Entwicklungsprojekte: Quantensensorik für die Navigation und die Verbesserung der additiven Fertigung metallischer Legierungen. PR Newswire beschreibt das als Fortsetzung einer strategischen Beziehung in Quantentechnik und KI. Für zivile Hub-Mitglieder läuft das auf einer Parallelspur, denn Navigation und Metalldruck betreffen Luftfahrt und Verteidigung stärker als das Privatkundengeschäft. Es zeigt aber, dass Industrie und Verteidigung am Hub beteiligt sind und er nicht allein Hochschulsache ist.

Die Beteiligten äußern sich erwartbar, und es handelt sich um deren Sicht, nicht um eine unabhängige Bewertung:

• Craig Martell, Technikchef (Chief Technology Officer) von Lockheed Martin, verweist auf die lange technische Zusammenarbeit in der Schweiz und nennt das Land führend bei Quantentechnik und KI. Ressourcen, Fähigkeiten und gemeinsame Forschung sollen kommerzielles, militärisches und akademisches Umfeld verbinden.
• Alessandro Curioni von IBM Research (Zurich Lab) erinnert an fast 100 Jahre IBM in der Schweiz. Hardware, Software und Expertise sollen in die Hände von Hochschulen und Industrie gelangen.
• Joël Mesot, Präsident der ETH Zürich, spricht von unverzichtbarer Forschungsinfrastruktur und der Ausbildung des benötigten Nachwuchses.

Alle drei sagen das Richtige für ihre Rolle. Eine verbindliche Verfügbarkeitszusage ab dem ersten Tag ist nicht darunter.

Neben der Hardware will der Hub Fachkräfte aufbauen. Mitglieder erhalten Zugang zum IBM Quantum Network und zu IBM Quantum Platform Learning mit Kursen, Zertifizierungen und Workshops. Unterstützt werden außerdem Hackathons, Konferenzen und Partnerforen. Das wirkt langsam, aber nachhaltig, nämlich dann, wenn Studierende und Forschende echte Maschinen bedienen statt Folien zu betrachten. Als Hintergrund haben IBM und die ETH kürzlich eine zehnjährige Zusammenarbeit zu Algorithmen für KI und Quantentechnik angekündigt, auf der der Hub aufsetzt.

Zugang ohne Kompetenz erzeugt Vorführungen, Kompetenz ohne Zugang erzeugt Frust. Beides zusammen erzeugt Lernkurven, und die brauchen Budget über mehrere Quartale. Ein ähnliches Muster beschreibt der Beitrag KI im Unternehmen mit Regeln und Weiterbildung.

Für Hochschulen und Startups in der Schweiz ist der Hub eine echte Infrastrukturchance. Industrie außerhalb der Schweiz beobachtet besser und prüft den Partnerstatus, statt die eigene Planung an die Eröffnung in Lugano zu hängen. Für Finanzdienstleister gilt: Eine Liste möglicher Anwendungsfälle ist sinnvoll, ein Produktionsversprechen ist es erst, wenn Messwerte vorliegen. Auf jede Quantenfolie gehören deshalb drei Spalten: die Herstellerangaben (120 Qubits, 25-facher Durchsatz, 100.000 Schaltkreise pro Sekunde, 7.500 Gatter), die Zugangszeit (Cloud sofort, eigene Maschine laut IBM bis Jahresende) und der eigene Messplan. Wer die dritte Spalte streicht, verfälscht die Entscheidungsgrundlage.