Bericht: Die USA haben ihren Vorteil gegenüber China im Quantensystem beibehalten

Die USA haben im Bereich der Quanteninformationswissenschaft, -technik und -technologie (QISET) weiterhin einen kleinen Vorteil gegenüber China. Allerdings wird die Lücke kleiner und könnte innerhalb weniger Jahre verschwinden, so der Bericht "The Quantum Competition" der analytischen Organisation Special Competitive Studies Project (SCSP). Die Autoren verglichen die Positionen der beiden Länder in fünf Bereichen: Innovation; industrielles Potenzial; Marktökosystem; Talentpool; staatliche Hebel. Die USA führen in vier Kategorien, während China seinen Konkurrenten im letzten Bereich dank einer zentralisierten Strategie, staatlicher Unterstützung und langfristiger Planung übertrifft. "Insgesamt behalten die USA dank ihrer Stärken in Innovation, Software, privatem Kapital und bestimmten Elementen der Lieferkette einen kleinen Vorteil im Bereich QISET. Allerdings wird diese Lücke kleiner", heißt es in dem Bericht. SCSP weist darauf hin, dass die Führungsposition in der Quanten-Technologie nicht nur von wissenschaftlichen Durchbrüchen abhängt. Der entscheidende Faktor wird die Fähigkeit sein, Forschung in skalierbare, nachhaltige und funktionierende Systeme zu übersetzen. Wo die USA führen, zählten die Autoren unter den Stärken der USA den wissenschaftlichen Einfluss, Quanten-Software, privates Kapital und bestimmteElemente von Lieferketten. Forscher aus den USA machten 35% der am häufigsten zitierten wissenschaftlichen Publikationen zu Quantentechnologien für 2025 aus. Dies sind Arbeiten, die in den Top 10% nach Anzahl der Zitationen in Fachzeitschriften liegen. Chinas Anteil betrug 23%. Laut der Schätzung von SCSP hat sich die Zahl der VR China im Laufe des Jahrzehnts verdoppelt, sodass die Staaten in absoluten Zahlen nicht an Boden verlieren, sondern einem schnellen Wachstum ihrer Konkurrenz gegenüberstehen. Ein separater Teil des Rennens ist die Quantenfehlerkorrektur. Dies ist eine Reihe von Methoden, die es ermöglichen, Fehler in quantenmechanischen Berechnungen zu erkennen und zu korrigieren. In diesem Bereich behalten die USA sowohl in Publikationen als auch in Patenten einen Vorteil: 55% der am häufigsten zitierten Patente sind mit amerikanischen Autoren verbunden, im Vergleich zu 18% für China. Das Software-Ökosystem bleibt eine Stärke der USA. Entwickler auf der ganzen Welt verwenden hauptsächlich amerikanische Werkzeuge wie Qiskit von IBM und Cirq von Google. Das erste ist ein Kit zur Entwicklung von Quantenprogrammen, das zweite erfüllt eine ähnliche Rolle für Quantenalgorithmen und -simulationen. Laut der Schätzung von SCSP überschritt im Dezember 2025 die Anzahl der Qiskit-Downloads 450.000. Zum Vergleich: Das chinesische Paket PyQPanda, entwickelt von Origin Quantum, war wurde über 4.000 Mal heruntergeladen. Der Marktteil des Berichts besagt, dass bis 2024 das Volumen der angekündigten privaten Investitionen im US-Quantenbereich etwa 5,3 Milliarden US-Dollar erreichte. Bis 2025 hatten amerikanische Einrichtungen zwischen 39 und 73 Quantencomputer eingesetzt. Für China wird ein Bereich von 15–18 Systemen angegeben, es wird jedoch angemerkt, dass die Schätzung aufgrund geringerer Transparenz möglicherweise zu niedrig ist. Wo China die Lücke schließt, dokumentiert SCSPs den schnellen Fortschritt Chinas in Materialien, Algorithmen, Fertigung und Quanten-Netzwerken. Im Segment der fortschrittlichen Quantenmaterialien machen chinesische Forscher etwa 50 % der stärksten Publikationen aus, während es bei amerikanischen etwa 20 % sind. Laut den Autoren ist dies das Ergebnis einer langfristigen Strategie, in der Universitäten, staatliche Labore und nationale Strukturen koordiniert zusammenarbeiten. China hat auch seine Positionen in Quantenalgorithmen gestärkt. Im Jahr 2025 überholte das Land die USA bei den entsprechenden Patenten im Verhältnis von etwa 5:2. Gleichzeitig sind Publikationen in diesem Bereich nach wie vor häufiger mit den Staaten verbunden: Der Anteil amerikanischer Autoren sank in den letzten fünf Jahren von 40 % auf 30 %, während die chinesischenDer Anteil wuchs auf 20 %. Chinas auffälligster Vorsprung liegt in quantenbasierten Netzwerken. Das Land demonstrierte die Quanten-Schlüsselverteilung (Quantum Key Distribution, QKD) über Glasfaserleitungen und Relais mit einer Gesamtlänge von 6.277 Meilen. QKD nutzt quantenmechanische Prinzipien, um Verschlüsselungsschlüssel auszutauschen und Abfangversuche zu erkennen. Die VR China hat auch ein direktes Quantenkommunikationsnetzwerk mit einer Spannweite von 186 Meilen eingerichtet. In den USA sind vergleichbare Projekte bisher auf regionale Testsegmente beschränkt: 124 Meilen im Chicago Quantum Network, 98 Meilen am Brookhaven National Laboratory und etwa 13 Meilen zwischen Illinois und Indiana. Die Autoren des Berichts stellen klar, dass die USA QKD nicht zur Priorität gemacht haben. Die nationale Sicherheitsbehörde des Landes wies nicht nur auf die Möglichkeiten, sondern auch auf die Schwierigkeiten bei der Implementierung solcher Technologien hin. Die Herstellung und das Personal wurden zu einem Risiko für die USA. Im industriellen Bereich weist SCSP auf eine Lücke in den Kosten für die Skalierung hin. Im Jahr 2025 kostete der Bau von hochgradigen Reinräumen in den USA 800-1000 US-Dollar pro Quadratfuß. In China kosteten solche Einrichtungen etwa 150 US-Dollar pro Quadratfuß, und einzelne regionale Behörden subventionierten bis zu 30 % der Baukosten. Reinräume sind notwendig, umDie Herstellung von Quantenanlagen: Sie reduzieren den Grad an Verunreinigungen, die den Betrieb empfindlicher Geräte stören können. Gleichzeitig behält die US Vorteile in bestimmten Engpässen der Lieferketten. Der Bericht nennt Helium-3, kryogene Systeme, Verdünnungs-Kühlschränke und spezialisierte Laser. China entwickelt inländische Alternativen, aber ein Teil der kritischen Infrastruktur ist immer noch stärker in Amerika und verbündeten Ländern vertreten. Der Personalblock trägt ebenfalls dazu bei, die Lücke zu verringern. In den USA bieten 61 Bildungseinrichtungen Programme in Quanteninformationswissenschaften und Ingenieurwesen an. Das amerikanische System bleibt offen für ausländische Forscher: Etwa die Hälfte der Doktortitel in Physik wird von Personen mit anderer Staatsbürgerschaft erworben. Chinas Vorteil ist die Größe. Seit 2020 hat das Land jährlich mehr als 50 % mehr Doktoren der Wissenschaften in MINT-Fächern produziert als die USA. Seit 2000 ist die chinesische Produktion von Doktoren der Wissenschaften in diesen Bereichen dreimal schneller gewachsen als die amerikanische. Geld und Strategie SCSP schätzt die staatliche Finanzierung von Quantentechnologien in China bis Ende 2024 auf etwa 15 Milliarden Dollar. Zum Vergleich: Ähnliche US-Investitionen in QuantenForschung und Entwicklung in den letzten sieben Jahren beliefen sich auf etwa 6 Milliarden Dollar. Der Bericht stellt fest, dass das amerikanische Modell dezentralisiert bleibt: Universitäten, nationale Labore, Startups und große Technologieunternehmen entwickeln unterschiedliche Hardware- und Softwareansätze. Das chinesische Modell hingegen stützt sich auf staatliche Labore, regionale Industriezentren und langfristige Pläne. Laut der Schätzung des SCSP ist keines der beiden Modelle bedingungslos überlegen. Der Ausgang des Rennens wird davon abhängen, welches System schneller Ingenieurprobleme löst und Laborergebnisse in Infrastruktur, Produkte und Standards umsetzt. Zur Erinnerung: Im Oktober 2024 berichteten die Medien, dass chinesische Wissenschaftler „den weltweit ersten effektiven Angriff“ auf einen weit verbreiteten Verschlüsselungsalgorithmus mit einem Quantencomputer durchgeführt hatten.

Quelle: ForkLog