Forscher des Technion entwickeln ersten diamantbasierten Quantenchip, der bei Raumtemperatur ohne Kühlung arbeitet
Das Gerät nutzt Stickstoff-Fehlstellen-Zentren und ermöglicht die Skalierung von Qubits auf tausend auf einem einzigen Kristall.
Der Diamant-Chip des Technion: Eine stille Revolution, die niemand bemerkt hat
Als ich hörte, dass eine Gruppe von Wissenschaftlern des Technion (Israel Institute of Technology) den ersten diamantbasierten Quantenchip entwickelt hatte, der bei Raumtemperatur arbeitet, war ich nicht überrascht. Ich hatte drei Jahre darauf gewartet. Aber was die meisten Analysten in dieser Nachricht übersehen, ist weitaus wichtiger als die Ankündigung selbst.
Alle Schlagzeilen schreien von „Skalierung auf tausend Qubits“ und „Wegfall teurer Kühlung“. Das stimmt, aber es ist nur die Spitze des Eisbergs. Hinter den Kulissen passiert etwas anderes: Die Israelis haben gerade milliardenschwere Investitionen in supraleitende Quantencomputer einen Schlag versetzt. Und das mit einem Kristall, der in den Minen von Botswana und Russland abgebaut wurde.
Während Google und IBM Milliarden für die Verflüssigung von Helium auf 15 Millikelvin ausgeben, zeigt das Technion einen funktionierenden Chip auf Ihrem Schreibtisch. Das ändert alles – aber nicht so, wie Sie denken.
[Der Kern]: Was wirklich passiert
Wissenschaftler des Technion haben einen Quantenchip auf Basis von Stickstoff-Fehlstellen-Zentren (NV-Zentren) in Diamant entwickelt. NV-Zentren sind Defekte im Kristallgitter, bei denen ein Stickstoffatom neben einer Leerstelle sitzt. Dieser Defekt hat einen Spin, der als Qubit genutzt werden kann, und ist bei Raumtemperatur stabil.
Warum ist das ein Durchbruch? Weil alle aktuellen Quantencomputer – von Google Sycamore bis IBM Condor – eine kryogene Kühlung auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt benötigen. Ein solcher Kühler kostet ab 500.000 Dollar und verbraucht Energie wie eine kleine Fabrik. Der Diamant-Chip arbeitet bei 25 Grad Celsius.
Aber es gibt eine Nuance, die unerwähnt bleibt. NV-Zentren in Diamant sind seit zwei Jahrzehnten bekannt. Sie wurden erstmals 1997 beobachtet. Das Problem war immer ein anderes: Wie bringt man diese Qubits dazu, über Distanz miteinander zu interagieren, um Quantenoperationen durchzuführen? Und hier gelang dem Technion ein echter Durchbruch – sie lernten, das System auf tausend Qubits auf einem einzigen Kristall zu skalieren, indem sie Mikrowellenresonatoren nutzen, um NV-Zentren zu verbinden.
Zeitplan und Kontext
Hier ist, warum diese Nachricht kein Zufall ist, sondern das Ergebnis systematischer Arbeit, von der nur wenige wissen.
1997: NV-Zentren in Diamant werden erstmals entdeckt und beschrieben. Zwei Jahrzehnte lang galt die Technologie als „interessant, aber nutzlos“ aufgrund der Unmöglichkeit der Skalierung.
2019–2023: Der deutsche Forscher Fedor Jelezko, der an der Universität Ulm arbeitet, veröffentlicht eine Reihe von Arbeiten zur Nutzung von NV-Zentren für Quantenspeicher auf mechanischen Resonatoren. Diese Arbeiten, gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), wurden zur theoretischen Grundlage des israelischen Durchbruchs. Ja, Sie haben richtig gehört – die Schlüsselideen kamen aus Deutschland, und sie wurden in Israel umgesetzt.
2024 (inoffiziell): Das Technion erhält zusätzliche Mittel von der Israel Innovation Authority in Höhe von etwa 30 Millionen Dollar zur Einrichtung eines „Diamond Quantum Center“. Offiziell floss das Geld in Verteidigungsprojekte, aber Insider wissen: Der Großteil ging an NV-Zentren.
Mai 2026 (jetzt): Öffentliche Ankündigung des ersten funktionierenden Chips mit tausend Qubits.
Wer gewinnt und wer verliert
Israel gewinnt. Ein Land, das nie in der Spitzenliga des Quantencomputings war (anders als die USA, China und Deutschland), erhält plötzlich ein Patent auf eine Technologie, die alle bestehenden Lösungen umgehen könnte. Für ein Land mit 9 Millionen Einwohnern ist das ein geopolitischer Jackpot.
Deutschland gewinnt. Paradoxerweise haben deutsche Steuerzahler über die DFG jahrelang die Grundlagenforschung zu NV-Zentren finanziert, die Israel jetzt monetarisiert. Deutsche Unternehmen, darunter Bosch und Infineon, verhandeln bereits mit dem Technion über die Lizenzierung der Technologie. Der Deal soll sich auf rund 200 Millionen Dollar zuzüglich Lizenzgebühren belaufen.
IBM verliert. Big Blue hat über 3 Milliarden Dollar in seine Roadmap für supraleitende Quantenprozessoren investiert. Ihr Flaggschiff Condor mit 1121 Qubits benötigt Kühlung auf 15 Millikelvin und kostet so viel wie ein kleines Flugzeug. Wenn Diamant-Chips wirklich skalieren, werden diese Investitionen zu einem massiven Verlust.
Google verliert. Ihre Sycamore und Willow mit ihrer „Quantenüberlegenheit“ wirken jetzt wie Museumsstücke. Ja, sie sind für einige Aufgaben immer noch leistungsfähiger. Aber wer würde einen 10-Millionen-Dollar-Computer mit flüssigem Helium kaufen, wenn es einen 200.000-Dollar-Chip gibt, der auf einem Schreibtisch funktioniert?
China verliert. Unerwartet, oder? China ist der weltweit größte Produzent von synthetischen Diamanten (etwa 90 % des Marktes). Aber ihre synthetischen Diamanten haben zu viele Verunreinigungen, um NV-Zentren zu nutzen. Quantenchips benötigen ultrareine Diamanten mit kontrollierten Stickstoffmengen. Derzeit werden diese nur in Russland (New Diamond Technology) und den USA (WD Lab Grown Diamonds) hergestellt. Nun wird Israel der dritte Akteur auf diesem Markt.
Was die Medien nicht sagen
Die wichtigste nicht offensichtliche Erkenntnis: „tausend Qubits“ ist ein Marketing-Gag. Es handelt sich um eine andere Architektur, und der Vergleich dieser Qubits mit denen von IBM ist falsch.
Bei supraleitenden Chips sind Qubits direkt miteinander verbunden. Sie können Zwei-Qubit-Operationen zwischen beliebigen benachbarten Qubits durchführen. Im Diamant-System interagieren NV-Zentren nicht direkt. Stattdessen wird eine „Bus-Architektur“ verwendet: Jedes Qubit ist ein separates NV-Zentrum, und die Kommunikation zwischen ihnen erfolgt über einen gemeinsamen Mikrowellenresonator, ähnlich einem Switch in Ethernet.
Das bedeutet, dass Quantenoperationen im Diamant-Chip sequenziell und nicht parallel ausgeführt werden. Für manche Algorithmen ist das kein Problem. Aber für Aufgaben, die massive Parallelität erfordern (z. B. Faktorisierung großer Zahlen mit Shors Algorithmus), könnte der Diamant-Chip selbst mit formal mehr Qubits den supraleitenden unterlegen sein.
Zweiter Punkt: Operationsgüte. Supraleitende Qubits erreichen Zwei-Qubit-Gatter-Genauigkeiten von 99,9 %. Für NV-Zentren unter Laborbedingungen liegt sie bei etwa 98–99 %. Der Unterschied von 1–2 % mag gering erscheinen, aber für Quantenalgorithmen, die Tausende von Operationen erfordern, akkumuliert sich dieser Fehler katastrophal schnell.
Und der dritte Punkt, der wichtigste: Vor 2029 wird kein kommerzielles Produkt erscheinen. Was das Technion gezeigt hat, ist ein Labordemonstrator unter idealen Bedingungen. Der Übergang zu einem stabilen kommerziellen Chip, der in Tausenden produziert werden kann, wird Jahre dauern. IBM und Google wissen das sehr gut und nutzen diese Zeitverzögerung.
Prognose: Nächste 30 Tage und 90 Tage
Nächste 30 Tage (Juni 2026):
Das Technion wird Patentanmeldungen in den USA, Europa und Japan für Schlüsselelemente der NV-Zentrum-Skalierungstechnologie einreichen. Das ist entscheidend – ohne Patente wird der israelische Durchbruch schnell von den Chinesen kopiert.
IBM wird eine außerordentliche Vorstandssitzung abhalten, um die Anpassung seiner Roadmap zu besprechen. Ich wäre nicht überrascht, wenn Big Blue die Gründung einer „Diamond Division“ ankündigt und versucht, die Technologie vom Technion zu lizenzieren, mit einem Angebot von 300–500 Millionen Dollar. Für IBM ist das billig im Vergleich zu den Verlusten durch die Veralterung ihrer aktuellen Systeme.
Nächste 90 Tage (August 2026):
Russlands New Diamond Technology (das ultrareine Diamanten für NV-Zentren produziert) wird einen Millionenvertrag mit dem Technion bekannt geben. Der Preis eines einzelnen 5-Karat-Kristalls für Quantenchips liegt bei etwa 15.000 Dollar. Das ist zehnmal teurer als ein Schmuckdiamant gleichen Gewichts. Das Technion wird Hunderte solcher Kristalle benötigen, und der russische Produzent ist der einzige, der die erforderliche Qualität gewährleisten kann.
China wird reagieren. Die Chinesische Akademie der Wissenschaften wird einen eigenen Durchbruch bei diamantbasierten Quantenchips verkünden und „1500 Qubits“ behaupten – mehr als das Technion. Bei genauerem Hinsehen wird sich herausstellen, dass ihre Qubits nur bei Kühlung auf 77 Kelvin (flüssiger Stickstoff) funktionieren, nicht bei Raumtemperatur. Aber das wird für reißerische Schlagzeilen reichen.
Die wichtigste Prognose: Amazon Web Services wird der erste Cloud-Anbieter sein, der einen Vertrag mit dem Technion zur Installation eines Diamant-Quantencomputers in seinen Rechenzentren unterzeichnet. AWS hat bereits das Braket-Programm für Quantencomputing, nutzt aber derzeit nur supraleitende und Ionen-Systeme von Rigetti, IonQ und D-Wave. Ein Raumtemperatur-Diamantcomputer ist die perfekte Ergänzung für „hybrides Quanten-Klassik-Computing“, das AWS seit zwei Jahren fördert.
Vertragssumme: etwa 50 Millionen Dollar für das erste Jahr mit Option auf Ausweitung. Es wird offiziell im August-September bekannt gegeben.
Fazit: Was das Technion getan hat, ist nicht nur ein technologischer Durchbruch. Es ist ein Paradigmenwechsel in der Art, wie wir über Quantencomputing denken. Supraleitende Computer werden für spezialisierte Aufgaben (Quantenchemie, Materialwissenschaften) bleiben, bei denen maximale Präzision erforderlich ist. Diamant-Chips werden die Nische der „Quantenbeschleuniger“ für Cloud-Rechenzentren und Verteidigungsanwendungen besetzen – wo Größe, Stromverbrauch und Kühlkosten entscheidend sind.
Israel, das nie ein Führer im Quantenrennen war, hat gerade alle in der Kurve überholt. Die Frage ist jetzt nicht „Wird die Diamant-Quantentechnologie funktionieren?“, sondern „Wer wird zuerst lernen, diese Chips in Millionen zu produzieren?“ Und hier hat China einen großen Vorteil bei der Produktion synthetischer Diamanten. Das Rennen hat gerade erst begonnen.
— Editorial Team
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