Quantentechnologie erreicht historischen Wendepunkt: Abschied von "physikalischen Experimenten", Lieferkette und Fertigung werden entscheidend

Jefferies gibt nach der Teilnahme am Quantum World Congress eine gewichtige Einschätzung ab: Die zentralen Herausforderungen der Branche haben sich von "guten Quantenbits herstellen" zu "einen wirklich nutzbaren Computer bauen" verschoben, wobei der Wettbewerbsvorteil von physikalischen Innovationen vollständig auf Systemtechnik und Fertigungsbarrieren übergegangen ist.

Verfasser: Zhao Ying, Wall Street Watch

Die Quantencomputing-Branche durchläuft einen tiefgreifenden Paradigmenwechsel. Jefferies ist der Ansicht, dass sich die zentralen Herausforderungen der Branche von "können wir gute Quantenbits herstellen" zu "können wir mit diesen Quantenbits einen wirklich nutzbaren Computer bauen" verschoben haben. Dieser Wandel bedeutet, dass der Schwerpunkt des Wettbewerbsvorteils sich von rein physikalischen Innovationen hin zu Systemtechnik, Fertigungsmanagement und der Gestaltung von Ökosystemen verlagert.

Laut dem Trading Desk von Jefferies hat das Analystenteam nach der Teilnahme am Quantum World Congress (QWC) einen Bericht veröffentlicht, in dem es heißt, dass das "Scoreboard" der Branche neu geschrieben wird: Die Leistung von logischen Quantenbits, die Kosten für Fehlerkorrektur, die Tiefe der Schaltungen, die Dekodierungsverzögerung, die Netzwerkverbindungen und die systemweite Integration sind zu den zentralen Indikatoren für den Fortschritt geworden. Gleichzeitig leitet das Projektbüro des US-Energieministeriums die Entwicklung einheitlicher Messstandards, wobei die Rolle der Regierung von einem Geldgeber zu einem Regelsetzer der Branche aufsteigt.

Der Bericht weist auch darauf hin, dass das "Nationale Quanteninitiative-Reautorisation-Gesetz" (NQI Reauthorization Act) voraussichtlich bald verabschiedet wird, was einen positiven Katalysator für Unternehmen mit bestehenden Bundesverträgen darstellen wird - einschließlich D-Wave Quantum (QBTS), Quantinuum (QNT) und Rigetti Computing (RGTI).

Die oben genannten Veränderungen haben für Investoren eine klare und direkte Bedeutung: Unternehmen, die in der Lage sind, Barrieren in Bezug auf Wiederholbarkeit der Fertigung, Resilienz der Lieferkette und Systemintegrationsfähigkeit aufzubauen, werden im Wettbewerb um die Kommerzialisierung einen Vorteil haben. Jefferies hält an seiner insgesamt positiven Bewertung des Quantenbereichs fest und ist der Ansicht, dass der Übergang der Branche zu quantifizierbaren, systemweiten Meilensteinen den Investoren einen klareren Kommerzialisierungsweg bietet.

Regierung gestaltet Branchenstandards um, Bundesmittel an Leistung gebunden

Die Quantenbranche hat lange an einem einheitlichen Bewertungsrahmen gefehlt, aber diese Situation ändert sich.

Der Jefferies-Bericht stellt fest, dass klassische Computer etwa alle 10¹⁶ Berechnungen einen Fehler aufweisen, während das vollständige Fehlertoleranzziel im Quantenbereich derzeit auf der Größenordnung von 10⁶ definiert ist, wobei 10⁹ immer noch als hohes Niveau angesehen wird. Der Unterschied zwischen "logischen Quantenbits existieren" und "logische Quantenbits sind besser als physikalische Quantenbits" bleibt die Realität in diesem Bereich.

Die Bedeutung des Eingreifens der Regierung liegt darin, die Gewohnheit der Unternehmen zu durchbrechen, sich selbst zu zertifizieren. Dritte Projekte verlangen nun von Unternehmen, Daten zu logischen Fehlerquoten, Torfehlern, fehlertoleranten Operationen, Schaltungstiefen und effektiven wissenschaftlichen Arbeitslasten bereitzustellen, was es den Unternehmen erschwert, sich auf selbstgewählte Benchmarks zu verlassen. Auch das Finanzierungsmodell hat sich geändert - anfängliches Kapital wird für den Werkzeugbau verwendet, während der Rest freigeschaltet werden muss, um Forschungs- und Entwicklungsmeilensteine zu erreichen.

Bemerkenswert ist, dass die kommerzielle Validierung die Nachfrage der Regierung umgekehrt anzieht, im Gegensatz zum vorherigen, von der Regierung geführten Modell. Eine im Juni veröffentlichte Exekutive hat Käufer auf den Markt gebracht, die zuvor Quanten-Technologien nicht bewertet hatten. Das "Nationale Quanteninitiative-Reautorisation-Gesetz" verlangt zudem die Entwicklung einer internationalen Quantenkooperationsstrategie, die das Außenministerium in einen interinstitutionellen Ausschuss einbezieht und die Genehmigung bis 2034 verlängert. Jefferies ist der Ansicht, dass die Lieferkettenteile des Gesetzes IonQ (IONQ) direkt bei der Förderung der vertikalen Integration durch SkyWater unterstützen.

Verteilte Architektur steigt auf, Quanten-Netzwerke werden Realität

Das Problem der Erweiterungsgrenzen eines einzelnen Quantenprozessors ist eines der am meisten diskutierten Themen auf dem diesjährigen QWC.

Der Jefferies-Bericht stellt fest, dass mit zunehmender Komplexität der Steuerung, Kühlanforderungen, Verkabelung, Laserübertragung, Kalibrierung, Ausbeute, Übersprechen und physikalischen Größen immer mehr Unternehmen erwarten, dass die endgültige Lösung ein Netzwerk von mehreren Prozessoren umfasst - was der Logik entspricht, dass in der klassischen Berechnung mehrere Prozessoren über Hochgeschwindigkeitsnetzwerke zu Clustern zusammengeschlossen werden.

Dieser Architekturwandel hat erhebliche Auswirkungen auf die Umgestaltung der Wertschöpfungskette. Einzelmaschinen konzentrieren den Wert auf Quantenbits, Steuerungssysteme, Kryotechnik und Software; während verteilte Maschinen neue Infrastrukturebenen wie Quanten-Speicher, Konverter, photonische Verbindungen, Switching, Verschränkung, Netzwerksteuerung und verteilte Kompilierung hinzufügen. Jefferies ist der Ansicht, dass IonQ aufgrund seiner kontinuierlichen Investitionen in Netzwerk- und photonische Verbindungen der Hauptnutznießer dieses Trends ist.

Inzwischen wurde die heterogene Architektur von CPU+GPU+QPU auf dem QWC als die wahrscheinlichste Endzustandsarchitektur anerkannt. IonQ gab bekannt, dass sein Superion 256-System über NVQLink direkt mit NVIDIA GB200 NVL72 verbunden wird, und die Technologie-Stacks von QNT folgen ebenfalls dieser Logik, indem sie die gleichzeitige Ausführung klassischer und quantenbasierter Codes unterstützen, wobei der klassische Teil auf der GPU ausgeführt wird. Diese Architektur integriert Quantencomputing in bestehende Hochleistungsrechen- und Datenzentrum-Ökosysteme, anstatt von Unternehmen zu verlangen, von Grund auf neu zu beginnen, was die Kommerzialisierungsbarrieren erheblich senkt.

Fertigung und Lieferkette werden zu zentralen Wettbewerbsvariablen

Der Wettbewerb im Quantencomputing verlagert sich von Laboren in die Fabrikhallen.

Jefferies zitiert eine globale Lieferkettenstudie, die 160 Quantenunternehmen abdeckt und zeigt, dass 90 % der Unternehmen auf mindestens einen ausländischen Lieferanten angewiesen sind, während 74 % ausländische Kunden bedienen. Mit der Steigerung der QPU-Produktion von 5 auf 50 und schließlich auf mehrere Tausend werden wiederholbare Fertigung, Verpackungstechniken, Verfügbarkeit von Komponenten und Stabilität von Lasern zu entscheidenden Differenzierungsfaktoren.

Lieferengpässe werden in zwei Kategorien unterteilt: Erstens Quanten-spezifische Komponenten, deren Angebot begrenzt ist und die in einigen Bereichen tatsächlich in einem Monopolzustand sind; zweitens Standard-Elektronikkomponenten, bei denen das Hauptproblem die Lieferzeiten sind. Kritische Mineralien wie Indium und Gallium werden in den USA nicht ausreichend produziert, während Glasfasern, Linsen und mikrooptische Geräte Quantenunternehmen in direkten Wettbewerb um Rohstofflieferungen mit großen Cloud-Service-Anbietern bringen. Der Bericht hebt besonders hervor, dass Fachkräfte der schwierigste Engpass in der Lieferkette sind.

In Bezug auf Strategien glaubt Jefferies, dass Quantinuum, IonQ und Rigetti Computing relativ im Vorteil sind. Quantinuum hat durch langfristige Lieferantenbeziehungen und strukturierte Fertigungspartnerschaften einen vertrauenswürdigen Produktionsweg etabliert, ohne den Druck, schweres Kapital für den Aufbau eigener Kapazitäten zu übernehmen; IonQ hat durch die Übernahme von SkyWater vertikale Integration erreicht, um den Technologie-Roadmap zu kontrollieren und die Iterationsgeschwindigkeit zu beschleunigen; Rigetti Computing hat ebenfalls eigene Waferfabriken, was hilft, die Roadmap und das Iterationstempo zu kontrollieren.

Darüber hinaus sieht Jefferies auch Investitionsmöglichkeiten im Bereich der Quanteninfrastruktur. Die Kryotechnik-Infrastruktur ist ein wichtiges Thema in der Ausstellung dieser Konferenz, und der Bericht prognostiziert, dass Fortschritte in den Bereichen Kryo-CMOS, hochdichte I/O, Multiplexing, Verpackung und automatisierte Tests erhebliche Chancen für traditionelle Halbleiter- und Geräteanbieter schaffen werden.

Die Fortschritte in der Kommerzialisierung spiegeln sich auf dem QWC wider und bieten auch eine vorübergehende Unterstützung für die langfristige Erzählung der Branche. Quantinuum gab bekannt, dass es ein Superion 256-System auf dem Campus der Florida International University (FIU) implementieren wird, was eine effektive Validierung des lokalen Systemvertriebsmodells bietet. D-Wave Quantum (QBTS) gab bekannt, dass es eine Partnerschaft mit CGI eingegangen ist, um sein Advantage2-System und Hybrid-Solver in das Produktportfolio von CGI aufzunehmen. Jefferies weist darauf hin, dass QBTS über Vorteile verfügt, die die meisten Gate-Modell-Anbieter nicht haben - ein System, das Kunden heute für bestimmte Optimierungsarbeitslasten nutzen können.

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