Die Vereinten Nationen erklärten 2025 zum Internationalen Jahr der Quantenwissenschaft und -technologie. Damit wird die 100-jährige Geschichte der Quantenmechanik gewürdigt. Die Schweiz zählt zu den weltweit führenden Nationen in der Quantenforschung. Wir haben mit der Quanten- und Innovationspionierin Alexandra Beckstein, CEO von QAI Ventures, über das Potenzial von Quantentechnologien für nachhaltige Innovationen gesprochen. QAI Ventures mit Hauptsitz in Arlesheim (BL) treibt den Einsatz von Quantentechnologien voran. Dies erfolgt durch Investments, Startup-Förderung und den Aufbau eines globalen Quanten-Ökosystems.
Wie können Quantentechnologien nachhaltige Innovationen fördern?
Alexandra Beckstein: Wir unterscheiden bei Quantentechnologien im Wesentlichen zwischen Quantencomputing, Quantensensorik und Quantenkommunikation. Besonders Quantencomputer und Quantensensoren haben das Potenzial, Innovationen für mehr Nachhaltigkeit in bestimmten Industriezweigen voranzutreiben. Quantencomputer können komplexe kombinatorische und simulationsbasierte Probleme effizienter bearbeiten als klassische Rechner. Das eröffnet neue Möglichkeiten, so etwa bei der Optimierung von Energiesystemen, in der Materialforschung oder bei der Entwicklung nachhaltiger Chemieprozesse. Quantensensoren bieten im Vergleich zu herkömmlichen Messverfahren eine deutlich höhere Genauigkeit. Die Technologie kann die Erkundung von Rohstoffen effizienter, kostengünstiger und nachhaltiger gestalten. Dies könnte sowohl der Energieversorgung als auch der Nutzung natürlicher Ressourcen neue Impulse geben.
Können Sie konkrete Anwendungsbeispiele nennen?
Quantencomputing erlaubt beispielsweise, Stromnetze effizienter zu planen. Multiverse Computing, ein von QAI Ventures gefördertes Startup, gestaltet den Einsatz von Netzspeicher-Batterien effizienter. Quantentechnologien könnten langfristig auch zu mehr Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft beitragen. Der Haber-Bosch-Prozess, der in der Düngemittelherstellung zum Einsatz kommt, ist für rund zwei bis drei Prozent der globalen CO₂-Emissionen verantwortlich. Mithilfe von Quantencomputern erforscht man neue Wege, um katalytische Prozesse auf atomarer Ebene besser zu verstehen und so effizientere Katalysatoren zu entwickeln. Dies könnte den Energieverbrauch deutlich senken und wäre ein potenzieller Beitrag zur Dekarbonisierung der Landwirtschaft.
Quantencomputer sind für ihren hohen Energiebedarf bekannt. Kann der Gewinn an Rechenleistung den Energieverbrauch rechtfertigen, wenn er dazu eingesetzt wird, Nachhaltigkeitsprojekte voranzutreiben?
Es gibt immer mehr Daten, die wir verarbeiten wollen und müssen. Quantencomputer helfen dabei, für bestimmte Aufgaben mit wesentlich geringerem Rechenaufwand eine Lösung zu finden. Zu diesen Herausforderungen für rechenintensive Verarbeitungen gehören unter anderem die Simulation von neuen Materialien für Batterien oder die Optimierung von elektrischen Stromnetzwerken für erneuerbare Energien. Beim Energieaufwand eines Quantencomputers spielt auch die Topologie der Quantenhardware eine entscheidende Rolle: Superleitende Quantencomputer benötigen eine aufwendige und energieintensive Kühlung auf Temperaturen von rund 10 bis 20 Millikelvin, also nahe dem absoluten Nullpunkt.
Andere Technologien wie photonenbasierte Quantencomputer lassen sich hingegen bei Raumtemperatur betreiben. Grundsätzlich ist zu entscheiden, welches Verfahren die besten Ergebnisse liefert und welchen Mehrwert es erzeugt. So kann es sein, dass durch die Nutzung von Quantentechnologie zunächst mehr Energie verbraucht oder höhere CO₂-Emissionen verursacht werden als mit herkömmlichen Methoden, am Ende jedoch eine Lösung entsteht, die weltweit zu mehr Nachhaltigkeit beiträgt.
Machst du dir Gedanken darüber, welche Technologien zu mehr Nachhaltigkeit beitragen können?
Ja, das ist für mich eines der wichtigsten Einsatzgebiete neuer Technologien.Ja, das finde ich spannend.Darüber denke ich selten nach.Nein, das habe ich mir noch nie überlegt.
Ihr unterstützt ausserdem Startups dabei, Prototypen in Produkte umzuwandeln. Wie macht ihr dies?
Unser Ansatz geht weit über Kapital hinaus. Neben einem Startinvestment von bis zu 200'000 Franken eröffnen wir Gründerinnen und Gründern den Zugang zu modernster Quantenhardware und zu Industriepartnern weltweit. Wir können Startups genau dort andocken, wo Nachfrage entsteht. Ergänzt wird dies durch Coaching durch erfahrene Expertinnen und Experten, von denen viele aus Quantentechnologieunternehmen kommen. Wir coachen nicht nur in Technologiefragen, sondern auch in Business-Entwicklung, Vertrieb und Management. So schlagen wir die Brücke von der Forschung in den Markt und ermöglichen, dass aus Prototypen echte Produkte und erfolgreiche Unternehmen werden.
Welche Rolle spielt Nachhaltigkeit bei der Auswahl der zu unterstützenden Startups?
Wir prüfen die Bewerbungen in erster Linie auf ihr Potenzial, etwas zu bewirken und spürbare Verbesserungen in einem bestimmten Bereich zu erzielen. Für die Anwendung von Quantentechnologien – gerade auch in Kombination mit Künstlicher Intelligenz – sehen wir grosses Potenzial für den Energie-, Life-Sciences- und Finanzsektor. Deshalb fokussieren wir uns in unserer Auswahl auf Startup-Ideen für diese Branchen. Dabei stellen wir immer auch Fragen nach der ethischen Ausrichtung und der Nachhaltigkeit des Geschäftsmodells. Wir sind überzeugt, dass Quantentechnologien durch ihre Fähigkeit zur Optimierung von Ressourcen entscheidend zu einer nachhaltigeren Welt beitragen können. Gleichzeitig ist uns bewusst, dass sich diese Technologie noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet.
Was sind in der Schweiz die grössten Hürden bei der Umsetzung von Quantentechnologieprojekten?
Die Herausforderung beginnt dort, wo wissenschaftliche Exzellenz in marktfähige Anwendungen übersetzt werden soll. Zum einen fehlt es vielen Startups und KMU an einem einfachen Zugang zu industrietauglicher Infrastruktur. Prototypen werden oft in akademischen Laboren weiterentwickelt oder ins Ausland verlagert, was mit hohen Kosten und Verzögerungen verbunden ist. Zum anderen ist die Risikobereitschaft im Schweizer Investitionsumfeld geringer als beispielsweise in den USA. Das führt dazu, dass junge, innovative Firmen Kapital jenseits der Landesgrenzen suchen und ihr Wachstum dort beschleunigen. Hinzu kommt ein Fachkräftemangel: Zwar bilden unsere Hochschulen exzellente Talente aus, doch ein Teil dieser Expertise wandert ab, weil im Ausland grössere Projekte und finanzielle Spielräume locken. Gleichzeitig steckt die staatliche Unterstützung in der Schweiz noch in den Anfängen. Mit der Swiss Quantum Initiative wurde zwar erstmals eine nationale Koordination geschaffen, doch im Vergleich zu anderen europäischen Ländern, den USA oder China ist sie noch sehr jung.
Wie lassen sich diese Hürden überwinden?
Wir müssen die Stärken der Schweiz – also die ausgezeichnete Forschung und hohe Innovationskraft – gezielt mit Kapital, Infrastruktur und Industrie verknüpfen. Startups brauchen Zugang zu praxisnahen Testumgebungen, mutigere Investorinnen und Investoren sowie Partnerunternehmen, die gemeinsam mit ihnen erste Anwendungen entwickeln. Ebenso wichtig ist es, Talente im Land zu halten, indem wir ihnen attraktive Perspektiven und internationale Vernetzung bieten. Genau hier setzt QAI Ventures an: Als globale Plattform schaffen wir Programme für Gründerinnen und Gründer, die Talente, Kapitalgeber und Industriepartner zusammenbringen. Denn die grösste Gefahr ist, dass wir Abhängigkeiten verstärken, wenn Innovationen ins Ausland abwandern. Technologische Souveränität bedeutet nicht, alles im eigenen Land entwickeln zu müssen, sondern bewusst entscheiden zu können, mit welchen Technologien wir arbeiten und welche Partnerschaften wir eingehen. Wenn uns das gelingt, bleibt die Schweiz nicht nur ein Ort exzellenter Forschung, sondern wird auch zu einem führenden Standort für den erfolgreichen Einsatz von Quantentechnologien, der zu mehr Nachhaltigkeit in Wirtschaft und Industrie beitragen kann.
