von Minh Schredle<\/em><\/p>\n Ein Computer, der mit Licht statt Strom rechnet, und eine Prothese mit Gedankensteuerung: Das erst sechs Jahre alte Start-up Qant aus Stuttgart pr\u00e4sentiert zwei futuristische Prototypen. CEO und Physiker Michael F\u00f6rtsch tr\u00e4gt einen fast gr\u00f6\u00dfenwahnsinnigen Anspruch irritierend bescheiden vor.<\/em><\/p>\n Der unscheinbare Klotz in der Handwerkstra\u00dfe, Stuttgart-Vaihingen, l\u00e4sst wenig von den Ambitionen erahnen, die im Inneren gehegt werden. Hier teilt sich die 2018 gegr\u00fcndete Firma Qant einen vierst\u00f6ckigen Bau mit einer Unternehmensberatung und einem Postdienstleister. Verglichen mit den Protzpal\u00e4sten von Techgiganten wie Google, Apple oder Nvidia ist das nicht einmal eine T\u00fcftlergarage. Darin weist Physiker und CEO Michael F\u00f6rtsch auf einen metallischen Schrank mit Glasfront: Er beherbergt einen Prozessor, der mit Licht arbeitet und, wie F\u00f6rtsch sagt, die Welt der Computer auf den Kopf stellen k\u00f6nnte.<\/p>\n Wo Elon Musk den guten Ruf der Techvision\u00e4re nachhaltig diskreditiert hat und sich das substanzlose Prahlen als allgemeine Kulturtechnik etablieren konnte, verwundert die n\u00fcchterne Art des Vortrags: Was F\u00f6rtsch erz\u00e4hlt, klingt im Grunde etwas gr\u00f6\u00dfenwahnsinnig, aber er wirkt dabei weniger wie ein Crypto-Bro, der mit spektakul\u00e4ren Renditeversprechen f\u00fcr dubiose Investments k\u00f6dert, als vielmehr wie ein Wissenschaftler, der sachlich berichtet, welche Szenarien er nach seinen Kalkulationen am wahrscheinlichsten h\u00e4lt.<\/p>\n <\/span><\/p>\n Dabei wirkt der Arbeitsnachweis des Lichtcomputers auf den ersten Blick \u00e4hnlich unspektakul\u00e4r wie der Firmensitz: In einer (per Cloud \u00f6ffentlich zug\u00e4nglichen<\/a>) Demo soll eine K\u00fcnstliche Intelligenz handschriftliche Zahlen identifizieren. Der Computer rechnet eine Weile, spuckt dann ein Ergebnis aus und beziffert in Prozenten, wie sicher er sich ist. Das bekommen andere auch hin \u2013 bemerkenswert sind die zwei Balken darunter, die den Strombedarf anzeigen. Demnach h\u00e4tte ein herk\u00f6mmlicher Computerchip f\u00fcr die gleiche Operation etwa 2.300 Femtojoule (Energie-Messeinheit) verbraucht. Der Photonen-betriebene Qant-Chip kommt auf 76 Femtojoule, also ein Drei\u00dfigstel.<\/p>\n Das ist durchaus eine Hausnummer, die ein gewisses Potenzial erkennen l\u00e4sst. So behauptete Google zwar im j\u00fcngsten Umweltbericht des Unternehmens, durch den Einsatz K\u00fcnstlicher Intelligenz k\u00f6nnten die globalen Treibhausgase bis 2030 um f\u00fcnf bis zehn Prozent reduziert werden: indem die Technik dabei hilft, Ressourcen in der G\u00fcterproduktion oder Forstwirtschaft effizienter zu nutzen und beispielsweise beim Katastrophenschutz genauere Vorhersagen zu treffen. Momentan allerdings steht der Vision einer sauberen Zukunft ein extremer Energiehunger gegen\u00fcber: Zwei Bilder durch eine KI generieren zu lassen, verbraucht in etwa so viel Strom<\/a> wie ein durchschnittlicher Smartphone-Akku speichern kann; bei 30 Fragen an ChatGPT muss ungef\u00e4hr ein halber Liter Wasser verdampft<\/a> werden, um die in Rechenzentren entstehende Hitze herunterzuk\u00fchlen. Die Unternehmensberatung McKinsey prognostiziert<\/a>, dass sich der Strombedarf europ\u00e4ischer Rechenzentren bis 2030 beinahe verdreifachen werde und damit rund f\u00fcnf Prozent des gesamten europ\u00e4ischen Stromverbrauchs ausmachen w\u00fcrde \u2013 zu viel, als dass es allein durch erneuerbare Energien zu decken sei. Und wie die “Washington Post” berichtet<\/a>, steht in den USA bereits die Reaktivierung alter Kohlekraftwerke auf der Tagesordnung, um den KI-Boom zu speisen.<\/p>\n F\u00f6rtsch h\u00e4lt diesen Energiehunger f\u00fcr wahnsinnig ineffizient \u2013 und verweist aufs Gehirn: Das sei auch rechenstark, aber begn\u00fcge sich mit einem M\u00fcsli oder einer Pizza, “dann l\u00e4uft die Kiste da oben ohne eigenes Kraftwerk”. Wenn die Natur das hinkriegt, bedeutet es f\u00fcr F\u00f6rtsch, dass es bei computergest\u00fctzten Berechnungsmethoden erhebliche Einsparpotenziale geben muss. Bei Qant wollen sie diese erschlie\u00dfen, indem sie sich die quantenmechanischen Eigenschaften von Photonen zunutze machen. Das Firmenmotto erinnert an eine Esoterikmesse: Sie wollen einen Paradigmenwechsel hinsichtlich “der Kraft des Lichtes” anregen.<\/p>\n An den Grenzen der Physik<\/strong><\/p>\n Zu Beginn seines Studiums hatte F\u00f6rtsch eigentlich Lehrer werden wollen. Die Leidenschaft f\u00fcr Wissensvermittlung wird deutlich, wenn er mit vielen Gesten und Gleichnissen erkl\u00e4rt. Seit der Erfindung des Computers werde zu wenig vom Problem aus gedacht, meint er mit ausgebreiteten Armen \u2013 man begn\u00fcge sich meist, vorhandene L\u00f6sungsans\u00e4tze an neue Fragen anzupassen. Das vergleicht er mit einem Hammer, der wunderbar f\u00fcr N\u00e4gel geeignet sei. “Wenn Sie eine Schraube in die Wand h\u00e4mmern wollen, dann bekommen Sie das irgendwann auch hin. Nur ist es eben wahnsinnig ineffizient.” So sei der Computer von 1967 als Werkzeug zur Rechenaufgabenerleichterung konzipiert worden, ohne dass jemand die Zukunft der K\u00fcnstlichen Intelligenz im Sinn haben konnte. Dabei w\u00fcrden nun die traditionellen Pfade der Computertechnik an die Schranken ihrer Entwicklungsf\u00e4higkeit sto\u00dfen.<\/p>\n Die Grundlage traditioneller Prozessoren bilden unz\u00e4hlige Transistoren, die als winzige Schalter genau einen von zwei bin\u00e4ren Zust\u00e4nden einnehmen k\u00f6nnen. Dieser Rechenweg erfordert zun\u00e4chst eine recht umst\u00e4ndliche \u00dcbersetzung aller zu bearbeitenden Probleme ins Digitale, etwa die Transformation von Zahlenwerten in lange Folgen von Einsen und Nullen, die dann beispielsweise eine dezimale “27” als bin\u00e4re “11011” darstellen. So zu rechnen, braucht viele Schalter: F\u00fcr die meisten Multiplikationen sind circa 1.200 Transistoren n\u00f6tig, das Wurzelziehen gelingt ab etwa 7.700 Transistoren, und die gesamte Arbeit moderner Computer basiert auf einer digitalen Simulation der realen Welt.<\/p>\n Allerdings zeichnet sich eine Ersch\u00f6pfung der Schrumpfpotenziale ab. Moderne Prozessoren werden immer rechenst\u00e4rker, weil es gelingt, immer mehr Transistoren auf weniger Raum unterzubringen. Das ist bereits winziger als winzig: Der H100-Chip von Nvidia, Goldstandard der Branche, arbeitet mit 80 Milliarden, jeweils nur eine Handvoll Atome gro\u00dfen Transistoren auf wenigen Kubikzentimetern. Er hat einen \u00e4hnlichen Energieumsatz pro Zeitspanne wie ein unter Volllast betriebener Backofen und wird ebenfalls ganz sch\u00f6n hei\u00df. Der taiwanesische Hersteller TSMC arbeitet f\u00fcr Investitionskosten von 32 Milliarden Dollar<\/a> daran, die Transistorengr\u00f6\u00dfe bis 2030 auf einen einzigen Nanometer zu halbieren, danach ist absehbar Schicht im Schacht: Weil die Zuverl\u00e4ssigkeit der Transistoren bei einer Zusammensetzung aus weniger als acht Atomen zu stark beeintr\u00e4chtigt ist.<\/p>\n Angesichts der astronomischen Investitionen und des weltweiten Wettrennens, bei dem milliardenschwere Konzerne mit zehn- oder hunderttausenden Besch\u00e4ftigten einen riesigen Startvorsprung haben, erscheint es mindestens ambitioniert, als Unternehmen mit aktuell etwa 100 Mitarbeiter:innen konkurrieren zu wollen \u2013 und umso verwegener wirkt das Vorhaben, die Computertechnik an sich auf den Kopf zu stellen. Michael F\u00f6rtsch beugt sich auf seinem Stuhl nach vorn und l\u00e4sst einen ausgestreckten Zeigefinger nach oben weisen: “Wir k\u00f6nnen Millionen Transistoren durch ein einzelnes optisches Element ersetzen.” Dann erz\u00e4hlt er vom sonderbaren Kosmos der Quantenmechanik, wo Gesetze greifen, die so fremdartig sind, dass die Analogiebildung anhand von Alltagserfahrungen schwer bis unm\u00f6glich ausf\u00e4llt: Bei Qant operieren sie mit Photonen, wobei Licht zugleich Welle und Teilchen ist und jeweils eine der Eigenschaften in Abh\u00e4ngigkeit davon zum Vorschein gebracht wird, wie es beobachtet wird. In Unvereinbarkeit mit den von Aristoteles in der Antike formulierten Grunds\u00e4tzen der Logik gibt es hier einzelne Partikel, die an mehreren Orten gleichzeitig sein k\u00f6nnen, um sich sp\u00e4ter in Wellenform selbst zu \u00fcberlagern.<\/p>\n Mach du mal<\/strong><\/p>\n Dass F\u00f6rtsch und Qant sich den Mut leisten k\u00f6nnen, mit Traditionen zu brechen und mit neuartiger Technik zu experimentieren, h\u00e4ngt ma\u00dfgeblich mit der Finanzierung des Start-ups zusammen. Projektbezogen flie\u00dfen auch \u00f6ffentliche Gelder in die Forschung. Doch die zweistelligen Millionenbetr\u00e4ge kommen vom Investor Trumpf aus Ditzingen, der in Sachen Lasertechnik zur Weltspitze z\u00e4hlt. Bei einem Vortrag f\u00fcr die Deutsche Physikalische Gesellschaft<\/a> im Mai 2022 beschrieb F\u00f6rtsch die Zusammenarbeit lapidar: “Genau genommen sind wir Teil der Trumpf-Gruppe, wir f\u00fchlen uns aber autonom.” Sie w\u00fcrden mit dem Aufsichtsrat bestimmte Meilensteine abstimmen, f\u00fcr deren Erreichen es dann eben die n\u00e4chste Tranche Geld gibt. Bislang habe das immer geklappt.<\/p>\n Vor der Qant-Gr\u00fcndung arbeitete F\u00f6rtsch als Assistent von Peter Leibinger, seinerzeit Technologievorstand bei Trumpf und nicht unbedingt bekannt als einer, der Luftschl\u00f6ssern hinterher jagt. Einmal hat F\u00f6rtsch dem Chef zwei handschriftliche Seiten vorgelegt mit Anregungen, wie Trumpf von Quantentechnologie profitieren k\u00f6nnte. Daraufhin habe Leibinger an den Rand notiert: “Du musst ein Unternehmen gr\u00fcnden. Ich investiere.” Etwa sieben Jahre sp\u00e4ter bedauert ein Qant-Sprecher in der Stuttgarter Zentrale zutiefst, dass das in seiner Historizit\u00e4t verkannte Dokument nicht mehr auffindbar ist, er h\u00e4tte es am liebsten gerahmt.<\/p>\n Wer das Curriculum Vitae des 39-j\u00e4hrigen F\u00f6rtsch nach red flags durchforstet, findet das Gegenteil: In knapp zwei Jahren promovierte er summa cum laude am Erlanger Max-Planck-Institut in Physik des Lichtes, Gegenstand seiner Doktorarbeit war die Nutzbarmachung integrierter Optoelektronik f\u00fcr effiziente Datenverarbeitung. Das sind Sph\u00e4ren, in denen auch das Journalistengehirn an seine physikalischen Grenzen st\u00f6\u00dft: Mit dem photonischen Prozessor von Qant soll es nach Unternehmensangaben angeblich m\u00f6glich sein, “effiziente Matrix-Vektor-Multiplikationen nativ zu implementieren”, wobei durch die “Nutzung der Parallelit\u00e4t von Licht” offenbar eine Datenverarbeitung in “n-dimensionalen photonischen Bereichen” m\u00f6glich wird (sp\u00e4testens hier kann der Autor nicht mehr folgen, auch wenn er sich echt M\u00fche gegeben hat \u2013 aber keine Sorge: Es geht jetzt zur\u00fcck in vertrautere Welten).<\/p>\n Ihr Lichtcomputer, erkl\u00e4rt F\u00f6rtsch, sei im Gegensatz zum Hammer auf Schrauben spezialisiert: Er eigne sich besonders f\u00fcr KI-Anwendungen und Maschinelles Lernen und weise dort die Vorz\u00fcge auf, wenig Strom zu verbrauchen und die Raumtemperatur nicht zu erh\u00f6hen. Das bedeute aber auch, betont F\u00f6rtsch, dass N\u00e4gel und Reiszwecken besser mit anderem Werkzeug bearbeitet werden sollten. Auch wenn ihr Computer mit Quanten operiere, handle es sich nicht um das, was gemeinhin als Quantencomputer verstanden wird (f\u00fcr Feinschmecker: Weil er nicht mit Qubits arbeitet). Ab Dezember, k\u00fcndigt F\u00f6rtsch an, beginne bei Qant die Serienfertigung der Photonenprozessoren in kleiner St\u00fcckzahl, die dann ihr K\u00f6nnen in Rechenzentren interessierter Kunden unter Beweis stellen sollen.<\/p>\n Gedankensteuerung als Zukunftsszenario<\/strong><\/p>\n Gelingt damit ein Durchbruch, w\u00e4re das Potenzial immens \u2013 zumal die Bundesrepublik mit ihrer ramponierten Schl\u00fcsselindustrie (Autos) bislang auf dem Gebiet der Computerchip-Technik v\u00f6llig irrelevant ist. Schon einmal ist es dem kleinen Unternehmen Qant gelungen, f\u00fcr offene M\u00fcnder in der Fachwelt zu sorgen \u2013 mit einer zweiten Innovation, die wie Science-Fiction anmutet: Eine Prothese, die zumindest sehr schlichte Gedanken in einfache Bewegungen umsetzen kann, und das ohne invasive Eingriffe in den K\u00f6rper.<\/p>\n Diesen April stellte das Unternehmen auf der Hannovermesse einen Magnetfeldsensor vor, der sensibel genug ist, die elektromagnetischen Signale eines menschlichen Gehirns zu registrieren und aufzuzeichnen. Jede angestrebte Bewegung erzeugt ein Muster von Signalen, die sich \u2013 wie unter anderem der menschliche K\u00f6rper zeigt \u2013 interpretieren und verarbeiten lassen. In der Livedemonstration gelingt es mit dem Magnetfeldsensor von Qant bereits, eine Prothesenhand zu schlie\u00dfen. Wie pr\u00e4zise welche Signale gedeutet werden, ist dann vor allem eine Frage der Mustererkennung, die durch entsprechenden Aufwand sehr differenziert werden k\u00f6nnte. Die Sensitivit\u00e4t des Sensors, der Signale von weniger als zehn Picotesla erkennen soll (Pico ist noch eine Stufe kleiner als Nano), n\u00e4here sich laut F\u00f6rtsch bereits der absoluten “Fahnenstange der Aufl\u00f6sung”, zumindest solange nicht doch noch irgendwann Teilchen entdeckt werden, die kleiner sind als Quanten.<\/p>\n Welche der beiden Erfindungen sein Favorit ist? F\u00f6rtsch meint, das sei ein wenig, wie einen Vater zu fragen, welches Kind er lieber hat. Das \u00f6konomische Potenzial h\u00e4lt er beim Photonenchip f\u00fcr gr\u00f6\u00dfer. “Aber wenn Menschen, die ein Bein verloren haben, wieder richtig gut gehen k\u00f6nnen, ist das auch ziemlich cool.” F\u00f6rtsch druckst ein bisschen herum, bevor er es ausspricht, vielleicht weil er wei\u00df, dass er damit fast notwendigerweise wie ein Scharlatan klingt: Aber prinzipiell sei eine Gedankensteuerung von technischen Ger\u00e4ten durch ihren Magnetfeldsensor kein abwegiges Szenario, sondern eher die Frage, ob es gelingt, das zu bezahlbaren Preisen auf den Markt zu bringen.<\/p>\n Vor etwa 100 Jahren beschrieb Sigmund Freud den Menschen in “Das Unbehagen in der Kultur” als “eine Art Prothesengott” und “recht gro\u00dfartig, wenn er alle seine Hilfsorgane anlegt”: Denn mit Werkzeugen kompensiere er seine M\u00e4ngel und Schw\u00e4chen. Motoren, die bewegen, was Muskeln nicht verm\u00f6gen, Mikroskope, die die Grenzen des Sichtbaren neu definieren, Telefone, die Distanzen \u00fcberbr\u00fccken, “die selbst das M\u00e4rchen als unerreichbar respektieren w\u00fcrde”. Die Ambivalenz dieser spektakul\u00e4ren Fortschrittsgeschichte, die nunmehr an die absoluten Grenzen der Physik zu sto\u00dfen scheint, liegt in einem Energiehunger, der bislang noch jede Effizienzsteigerung kompensiert hat und l\u00e4ngst die planetaren Lebensgrundlagen besch\u00e4digt. Hinzu kommt das Missbrauchspotenzial noch der genialsten Erfindung. In einer freien Welt w\u00e4re die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine wohl ein Meilenstein sondergleichen. Wo \u00fcberall die autorit\u00e4ren Regime erstarken, hat das realistische Szenario einer technischen Gedankenauslese jedoch eine unheimliche Kehrseite.<\/p>\n [zuerst erschienen in Kontext: Wochenzeitung<\/a> Ausgabe 712 am 20. November 2024]<\/p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Michael F\u00f6rtsch und Qant von Minh Schredle Ein Computer, der mit Licht statt Strom rechnet, und eine Prothese mit Gedankensteuerung: Das erst sechs Jahre alte Start-up Qant aus Stuttgart pr\u00e4sentiert zwei futuristische Prototypen. CEO und Physiker Michael F\u00f6rtsch tr\u00e4gt einen \u2026 Weiterlesen