Auf Qubits in die Zukunft

Wer vom geschäftigen Zürich Richtung Süden fährt, erreicht nach wenigen Minuten einen Ort, der äusserlich unspektakulär wirkt und doch zu den wichtigsten Technologiezentren Europas zählt. Auf einer Anhöhe liegt im beschaulichen Rüschlikon hoch über dem See das Forschungszentrum von IBM Research – Zurich. Hier arbeiten rund 400 Wissenschaftler:innen aus mehr als 45 Nationen in den Bereichen Informatik, Mathematik, Physik, Chemie und Elektrotechnik. Das internationale Team arbeitet an Ideen, die oft erst Jahre später ihre volle Wirkung entfalten. Denn hier geht es nicht um kurzfristige Produktzyklen. Es geht um die Frage, wie wir künftig rechnen, Daten schützen, Maschinen intelligenter machen – und wie Organisationen ihre digitale Souveränität bewahren können.

Das Zürcher Labor wurde vor 70 Jahren gegründet und ist nicht nur das älteste internationale Forschungszentrum von IBM ausserhalb der USA, sondern auch das grösste. Es ist ein Ort, an dem Grundlagenforschung betrieben und eng mit wirtschaftlicher Anwendung verbunden ist. Forschende in Rüschlikon haben in der Vergangenheit zahlreiche renommierte Preise für ihre Arbeiten erhalten, darunter zwei Nobelpreise für Physik für die Erfindung des Rastertunnelmikroskops und die Entdeckung der Hochtemperatursupraleitung.

Zu den wichtigsten Forschungsfeldern von IBM in Rüschlikon gehören heute die Quantenphysik, neue Computerarchitekturen und künstliche Intelligenz, die Entwicklung neuer Algorithmen für Quantencomputing und KI, aber auch für quantensichere Kryptografie. Ein weiteres wichtiges Forschungsgebiet sind materialwissenschaftliche Lösungen für zukünftige IT-Hardware, beispielsweise im Nanotechnologie-Zentrum in Kooperation mit der ETH Zürich. Was Rüschlikon besonders macht, ist seine Vernetzung. Hier arbeiten Physiker:innen mit Informatiker:innen zusammen oder Mathematiker:innen mit Sicherheitsexpert:innen. Innovation entsteht hier selten isoliert, sondern an den Schnittstellen zwischen den Forschungsfeldern und Anwendungen.

Wenn aus Forschung Wirtschaft wird

Ein wiederkehrendes Motiv in Rüschlikon ist auch der Transfer aus dem Labor in die Praxis. Viele Technologien entstehen zunächst als wissenschaftliche Experimente – und finden später ihren Weg in Banken, Gesundheitswesen oder öffentliche Infrastruktur. Denn das Labor versteht sich nicht als abgeschottete Denkfabrik, sondern als Teil eines globalen Netzwerks aus Universitäten, Industriepartnern und Start-ups. Kooperationen gelten weniger als Option denn als Voraussetzung für Fortschritt. Die Forschung von IBM Research in Rüschlikon hat tatsächlich bereits mehrfach durch bahnbrechende Innovationen Einzug in die Wirtschaft gehalten, etwa in KI, Materialforschung und Datenspeicherung. Konkrete Beispiele sind KI-basierte Tools zur Entwicklung sicherer Materialien (PFAS-Ersatz), automatisierte Infrastrukturüberwachung (z. B. von Bahnschienen) sowie Projekte im Bereich Cloud, IT-Sicherheit und Quantencomputing.

Rüschlikon und Quantencomputing

IBM forscht in Rüschlikon sehr aktiv rund um Quantentechnologien. Forschende arbeiten in Rüschlikon etwa an «Quantum Optimization» oder auch «Quantum Transduction», um unterschiedliche Quantensysteme über lange Distanzen zu koppeln, sowie photonikbasierte Rechenverfahren, die quantenoptische Effekte nutzen. Auch an Quantenbits aus Silizium wurde mit Schweizer Partnern gearbeitet, um skalierbare Architekturen für zukünftige Quantencomputer zu erforschen. Damit hat Rüschlikon weniger den Charakter eines «Showroom-Quantenrechners», sondern vielmehr den einer Forschungsstätte für die Bausteine der Quantenära.

Sichere Verschlüsselung aus Zürich

Internationale Strahlkraft hat Rüschlikon, weil hier entscheidende Beiträge zur quantensicheren Kryptografie entstanden sind. IBM-Forscherinnen und -Forscher in Zürich haben Algorithmen mitentwickelt, die vom US-amerikanischen Nationalen Institut für Standards und Technologie (NIST) als erste Post-Quantum-Kryptostandards ausgewählt wurden und künftig klassische asymmetrische Verschlüsselungsverfahren zur sicheren Datenübertragung wie RSA und ECC ablösen sollen. Das Security-Team in Rüschlikon arbeitet aber nicht nur an neuen quantensicheren Verfahren, sondern auch an Migrationsstrategien und Plattformen, mit denen Unternehmen ihre IT-Landschaften Schritt für Schritt quantensicher machen können. Es geht also darum, wie sich heutige Daten vor künftig verfügbaren Quantenangriffen schützen lassen – ein Thema notabene, das zunehmend als geschäftskritisch wahrgenommen wird.

IBM Quantum System Two

IBM Quantum System Two ist die zweite Generation der IBM-Quantencomputer-Systeme und gilt als erster modularer, «Utility-Scale»-Quantenrechner. In seiner vollen Ausbaustufe kann ein System mehrere IBM-Heron-Prozessoren vereinen, die bei wenigen Hundertstel Kelvin, also knapp über dem absoluten Nullpunkt, betrieben werden. Die Architektur ist so ausgelegt, dass mehrere System-Two-Einheiten über Langstrecken-Koppler verbunden werden können – in der Vision von IBM ein Baustein für einen «Quantum-Centric» Supercomputer mit Tausenden Qubits. Klassische Steuer- und KI-Rechenracks lassen sich dabei flexibel konfigurieren, um hybride Workloads aus klassischer und Quantenverarbeitung effizient zu orchestrieren.

Rüschlikon und die globale Roadmap

Auch wenn in Rüschlikon keines der kommerziell verfügbaren IBM Quantum System Two steht, fliesst die Forschung des Zürcher Labors direkt in die globale Entwicklungs-Roadmap des Konzerns ein. Die Expertise in Quantenkommunikation, Materialwissenschaft und die Entwicklung von Algorithmen ergänzt die Hardware-Entwicklung und hilft, das Ökosystem rund um Quantencomputer reif für den produktiven Einsatz zu machen. In Rüschlikon wird also an Technologien gearbeitet, die sowohl die Chancen des Quantencomputings nutzbar machen, als auch seine Risiken für die Informationssicherheit adressieren.

KI, die Verantwortung mitdenkt

Während Quantencomputing noch in den Kinderschuhen steckt, verändert künstliche Intelligenz bereits heute den Arbeitsalltag von Behörden und Verwaltungen. IBM hat eine Plattform geschaffen, die generative KI mit klaren Governance-Strukturen verbindet. Im Zentrum steht nicht allein die Leistungsfähigkeit der Modelle, sondern deren kontrollierter, nachvollziehbarer Einsatz.

Die Plattform bietet Transparenz darüber, wie Modelle Entscheidungen treffen, ermöglicht die Kontrolle über Trainingsdaten, bringt Werkzeuge zur Risikoüberwachung mit und unterstützt die Einhaltung regulatorischer Anforderungen. Gerade für stark regulierte Bereiche der öffentlichen Verwaltung ist diese Kombination aus Innovation und Kontrolle entscheidend. Lars Mallien, Data Platform Manager bei IBM Schweiz, fasst es so zusammen: «Unsere Plattform Watsonx nutzt künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, um Verwaltungsprozesse zu optimieren und Bürgerservices zu verbessern. Gemeinden und Ämter können damit interne Abläufe effizienter gestalten und gleichzeitig die Qualität ihrer Services erhöhen. Die gesamte Datenverarbeitung bleibt dabei innerhalb der Schweizer Grenzen und unter der Kontrolle der jeweiligen öffentlichen Institution.»