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Podcast mit Edward Parker, Physikwissenschaftler bei der RAND Corporation

3
August
,
2022

Mein heutiger Gast ist Edward Parker, Physikwissenschaftler bei der RAND Corporation. Edward hat vor kurzem einen Bericht mit dem Titel "An Assessment of the US and Chinese Industrial Basis in Quantum Technology" verfasst. Wir sprechen über die wichtigsten Ergebnisse des Berichts, was ihn bei seinen Recherchen am meisten überrascht hat und vieles mehr.

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DIE VOLLSTÄNDIGE ABSCHRIFT FINDEN SIE UNTEN

Yuval: Hallo, Edward. Und danke, dass Sie heute bei mir sind.

Edward: Hallo, ich freue mich sehr, hier zu sein. Ich danke Ihnen.

Yuval: Wer sind Sie und was machen Sie?

Edward: Mein Name ist Edward Parker. Ich bin Physikwissenschaftler bei der RAND Corporation. Ganz kurz: Die RAND Corporation ist eine gemeinnützige, unparteiische Forschungsorganisation, die zu einer Vielzahl von Themen forscht. Von der nationalen Sicherheit über das Gesundheitswesen bis hin zur Justizpolitik und der inneren Sicherheit. Und wir haben eine große Anzahl von Forschern mit sehr unterschiedlichen Hintergründen. Und wir sind stolz darauf, an einer Vielzahl von Themen im öffentlichen Interesse zu arbeiten und sehr multidisziplinäre Teams zusammenzustellen, die an diesen Projekten arbeiten. Ich selbst bin von Haus aus Physikerin. Ich habe Ende 2017 an der UC Santa Barbara in Physik der harten kondensierten Materie promoviert und arbeite seither bei RAND an einer Vielzahl von Themen, meist im Zusammenhang mit neuen Technologien und deren Auswirkungen auf die nationale Sicherheit, wenn auch nicht ausschließlich. Ich selbst verbringe also die meiste Zeit damit, insbesondere an der Quantentechnologie und den damit verbundenen politischen Fragen zu arbeiten, obwohl ich auch ein wenig über künstliche Intelligenz und 5G geforscht habe.

Yuval: Und ich glaube, Sie waren kürzlich der Hauptautor eines Berichts über Quantentechnologien, in dem die USA mit China verglichen wurden. Ist das richtig?

Edward: Ja, das ist richtig. Ich glaube, im Februar haben wir einen Bericht mit dem Titel An Assessment of the US and Chinese Industrial Basis in Quantum Technology veröffentlicht, der kostenlos auf unserer Website rand.org verfügbar ist. Wir haben mit einem großen multidisziplinären Team gearbeitet, das aus Physikern und Politikwissenschaftlern, Ingenieuren, Doktoranden und chinesischen Sprachexperten bestand, mit dem Ziel, eine Reihe von wiederholbaren, konsistenten und objektiven Metriken zusammenzustellen, die auf jede Nation angewendet werden können, um einen wiederholbaren und möglichst quantitativen Eindruck davon zu vermitteln, wie ihre industrielle Basis insgesamt aussieht. Dann haben wir zwei eingehende Fallstudien über die Vereinigten Staaten und China durchgeführt. Aber dieser Rahmen ist wiederholbar und kann im Prinzip auf jedes Land angewandt werden. Dabei haben wir einen sehr multidisziplinären Ansatz mit gemischten Methoden gewählt, worauf RAND sehr stolz ist. Und wir haben wirklich jeden Aspekt dieses Ökosystems untersucht.

Es geht also nicht nur um die Privatwirtschaft, also die traditionelle industrielle Basis, an die man denken könnte, sondern auch um die akademische und staatliche Unterstützung für die Quantentechnologie und bestimmte technologische Errungenschaften, über die in der Literatur berichtet wurde. Der Grund dafür war, dass die Quantentechnologie noch sehr neu ist. Vor fünf oder zehn Jahren gab es noch keine nennenswerte Privatwirtschaft im Bereich der Quantentechnologie. Im Gegensatz zu einem reiferen Sektor, in dem die meisten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in privaten Unternehmen durchgeführt werden, spielen die Hochschulen, die offene wissenschaftliche Forschung, die nationalen Labors und die staatliche Unterstützung immer noch eine sehr wichtige Rolle. Wir glaubten also nicht, dass wir ein vollständiges Bild erhalten würden, wenn wir nur die Privatwirtschaft betrachten, und versuchten daher, unser Netz so weit wie möglich auszuwerfen.

Yuval: Bevor wir uns auf die Schlussfolgerungen stürzen, bin ich immer noch neugierig auf die Methodik. Ich würde vermuten, dass die USA beim Informationsaustausch und beim Zugang zu Informationen viel offener sind als China. Woher wissen Sie also, dass die Daten, die Sie zur Bewertung der chinesischen Quantenindustrie verwenden, korrekt sind? Dass es nicht eine Menge versteckter Daten gibt, die eines Tages auftauchen und sagen: "Oh, wir haben einen Computer, der den Shor-Algorithmus verwenden kann, um die Verschlüsselung zu knacken"? Woher wissen Sie, dass Sie gute Daten bekommen?

Edward: Sie haben völlig Recht, dass die Datenverfügbarkeit eine erhebliche Einschränkung darstellt, wenn man ein beliebiges Land betrachtet, einschließlich der USA. Wir haben auch keine perfekten Daten über die USA. Insgesamt hatten wir also mehr Schwierigkeiten, an Daten über China heranzukommen, was vielleicht nicht überraschend ist. Ich vermute, dass die Chinesen selbst vielleicht auch weniger Informationen über ihre eigene Industrie haben, da sie nicht so organisiert sind, dass sie Daten sammeln. In den USA gibt es zum Beispiel keine vergleichbare Organisation wie das Quantum Economic Development Consortium. Das Problem der Datenverfügbarkeit variierte also je nachdem, was wir untersuchten. Eine der wichtigsten Methoden, die wir anwandten, war die Durchsicht offener akademischer Literatur. Da es sich dabei nur um englischsprachige Literatur handelte, gibt es hier bereits eine Einschränkung. Wir sind jedoch der Meinung, dass wir einen recht umfassenden Überblick über die offene wissenschaftliche Literatur haben, denn nach unserer Einschätzung und nach Rücksprache mit unseren internen Experten werden die meisten bahnbrechenden Forschungsarbeiten in englischsprachigen Zeitschriften veröffentlicht. Science, Nature, Physical Review Letters und so weiter, zu denen wir Zugang hatten.

Wir denken also, dass wir eine einigermaßen repräsentative Momentaufnahme der offenen wissenschaftlichen Veröffentlichungen haben. Es ist sicherlich schwieriger, Daten über die Aktivitäten des privaten Sektors zu erhalten. Und natürlich wissen wir nicht, was sie nicht melden, aber selbst bei den Unternehmen des privaten Sektors war eine überraschende Menge an Informationen online verfügbar. Es wurden Finanzdokumente gemeldet. Sie waren auf Chinesisch, und wir hatten Chinesischkenntnisse in unserem Team, was uns geholfen hat. Aber wir sind der Meinung, dass wir in der Lage waren, einen - ich würde sagen, einen so vernünftigen - Eindruck zu bekommen, wie man ihn auf der Grundlage der offen zugänglichen Literatur und der online verfügbaren Informationen bekommen kann, natürlich vorbehaltlich der begrenzten Ressourcen und Zeit. Aber ich habe den Eindruck, und das ist schwer zu sagen, dass bei der Quantenphysik, da die meisten Technologien noch recht jung sind und sich noch in der Entwicklung befinden, ein ziemlich starker Anreiz besteht, auch von Seiten der Unternehmen, ihre Fortschritte zu veröffentlichen, und sei es nur, um Risikokapitalgeber zu ermutigen, mehr Geld in sie zu investieren.

Und obwohl es natürlich einige Geschäftsgeheimnisse gibt, ist meine Vermutung, dass es nicht so etwas wie ein ganzes Quantenprogramm gibt, das nicht öffentlich ist. Auch das ist nur eine Vermutung, aber wir haben Indizien dafür. Ich sollte auch erwähnen, dass wir absichtlich etwas mehr Aufwand in die US-Bewertung gesteckt haben, als in die chinesische Bewertung. Das war eine Entscheidung für die Festlegung von Forschungsprioritäten. So haben wir für einige der Messgrößen, über die wir einfach berichten, auf chinesischer Seite keine Bewertung vorgenommen, oder wir hatten keine so umfassende Bewertung wie auf amerikanischer Seite,

Yuval: Wenn man sich mit Quantentechnologien beschäftigt, gibt es normalerweise eine Unterteilung in drei Bereiche. Und ich denke, das spiegelt sich auch in Ihrem Bericht wider. Quantencomputer, Quantensensorik und Quantenkommunikation. Wenn wir also die Quantenolympiade auswerten würden, wo liegen die USA an erster Stelle? Wo steht China in jedem dieser Bereiche an erster Stelle?

Edward: Das ist eine komplizierte Frage, und ich könnte auf jede der drei Fragen näher eingehen. Aber im Großen und Ganzen denke ich, dass China im Bereich der Quantenkommunikation sowohl in Bezug auf das Volumen der veröffentlichten wissenschaftlichen Literatur mit hohem Einfluss als auch in Bezug auf die demonstrierten spezifischen Technologien führend ist.

China ist zum Beispiel das einzige Land, von dem wir wissen, dass es einen Quantenkommunikationssatelliten vorgeführt hat, der in der Lage ist, eine so genannte Quantenschlüsselverteilung aus dem Weltraum durchzuführen. Ich gehe gerne ins Detail, wenn Sie es wünschen. Sie haben auch ein sehr, sehr weit verzweigtes Glasfasernetz für die Quantenschlüsselverteilungstechnologie aufgebaut, die, kurz gesagt, eine sichere Kommunikation ermöglicht, die sehr abhörsicher ist. Obwohl, wie ich gerne näher erläutern werde, der praktische Nutzen der Quantenschlüsselverteilung gegenüber bestimmten Alternativen fraglich ist. In Bezug auf die Quantensensorik. Ich denke, man kann mit Fug und Recht behaupten, dass die USA führend sind, vor allem, wenn es um den tatsächlichen Einsatz in der Praxis geht. Es gibt eine Menge wissenschaftlicher Forschung für Sensoren im Labormaßstab in einer Vielzahl von Ländern. Diese sind jedoch meist nur im Labor und nicht wirklich für den Einsatz im Feld geeignet, d. h. sie sind klein, robust, leicht, widerstandsfähig und erfüllen all die verschiedenen Anforderungen, die man für einen Sensor im Feld benötigt.

Die Computertechnik ist meiner Meinung nach die kompliziertere Geschichte. Ich denke, die Kurzfassung ist immer noch, dass die USA im Bereich des Quantencomputings weltweit führend sind. Es gibt jedoch verschiedene Ansätze für das Quantencomputing, z. B. verschiedene Qubit-Technologien, supraleitende Qubits, gefangene Ionen-Qubits, neutrale kalte Atome und so weiter. Im Großen und Ganzen kann ich auf jede dieser Technologien näher eingehen, aber ich denke, die Kurzfassung ist, dass die USA bei den meisten dieser Technologien einen Vorsprung haben, was die in der Literatur nachgewiesenen Fortschritte angeht. Bei einer der führenden Technologien, den supraleitenden Qubits, sind die Chinesen und die USA jedoch vielleicht annähernd gleichauf. Die erste wirklich bahnbrechende Demonstration supraleitender Qubits wurde, so würde ich behaupten, Ende 2019 von Google durchgeführt. Ich kann gerne näher auf diese Demonstration eingehen. Und vor kurzem, vor etwa einem Jahr, haben die Chinesen ihren eigenen Computer vorgeführt, der in Bezug auf die technischen Spezifikationen in etwa mit dem Computer von Google vergleichbar ist. Auch hier gilt also, mit einigen Vorbehalten, dass ich denke, dass wir bei diesem Ansatz ungefähr gleichauf liegen. Und die USA sind bei den meisten alternativen Ansätzen im Vorteil. Das ist vielleicht schon eine viel ausführlichere Antwort, als Sie wollten.

Yuval: Das ist perfekt. Ich möchte auf die Technologien der Quanteninformatik eingehen, die mit der Leitung und Koordinierung durch die Regierung zu tun haben. In den USA arbeiten, wie Sie erwähnten, verschiedene Unternehmen an unterschiedlichen Modalitäten der Quantenverarbeitung, von optischen über kalte Atome bis hin zu supraleitenden und vielen anderen. Nach dem, was Sie beschrieben haben, klingt es so, als ob in China vor allem an supraleitenden Qubits gearbeitet wird. Kommt das Ihrer Meinung nach von oben, oder haben sie all diese Möglichkeiten geprüft und beschlossen, dass dies die einzige ist, die funktioniert? Was wissen die Chinesen, was die US-Unternehmen in dieser Hinsicht nicht wissen?

Edward: Das ist eine gute Frage. Ich würde nicht sagen, dass supraleitende Qubits die einzige Technologie sind, an der die Chinesen forschen. Wenn man sich die gesamte Literatur ansieht, die sie zu all diesen verschiedenen Ansätzen veröffentlichen. Ich denke, dass supraleitende Qubits die einzige Qubit-Technologie sind, bei der China weltweit Spitzenleistungen erbracht hat. Es ist schwer zu sagen, ob das eine bewusste Entscheidung war, alle Forschungsanstrengungen auf diesen speziellen Bereich zu konzentrieren, oder ob sie an allen arbeiten und diese Technologie, aus welchen Gründen auch immer, der erfolgreichste ist. Wir konnten diese Frage nicht abschließend beantworten. Aber es steht außer Frage, dass sie an einer Vielzahl verschiedener Technologien arbeiten, sogar innerhalb des Quantencomputers. Ein interessanter Aspekt dabei ist ihr photonischer Ansatz. Auch dies mag ein wenig tief in die Trickkiste greifen, aber ein Bereich des Quantencomputings, in dem die Chinesen sehr stark sind, ist das photonische Quantencomputing, das sich meines Erachtens mit ihren nachweislich hohen Fähigkeiten in der Quantenkommunikation überschneidet.

Sie verfolgen jedoch einen etwas anderen Ansatz, das so genannte Bosonen-Sampling, eine etwas eingeschränkte Form des Quantencomputings, die nicht so leistungsfähig ist wie das so genannte universelle Quantencomputing. Und in diesem engen Teilbereich des Bosonen-Samplings sind die Chinesen extrem stark und haben bahnbrechende Fähigkeiten bewiesen. Letztes Jahr haben sie mit Boson-Sampling auch die so genannte Quantenüberlegenheit für sich beansprucht. Quantenüberlegenheit bedeutet grob gesagt, dass ein Quantencomputer in der Lage ist, eine mathematische Berechnung durchzuführen, unabhängig davon, ob sie praktisch nützlich ist oder nicht, die für den schnellsten klassischen Supercomputer der Welt zu schwierig zu lösen ist. Es ist also wieder eine komplizierte Geschichte. Und ich würde nicht sagen, dass die Chinesen oder die USA alles auf eine einzige Technologie setzen,

Yuval: So sehr wir die Hardware-Anbieter auch lieben, die Hardware ist ohne Software nutzlos. Wo steht China im Hinblick auf Software-Technologien zur Entwicklung effizienter Schaltungen, zur Entwicklung groß angelegter Schaltungen und so weiter? Ist das etwas, das in dem Bericht untersucht wurde?

Edward: Wir haben uns nicht eingehend mit Softwareunternehmen oder deren Fähigkeiten befasst. Zum einen ist es noch schwieriger, Benchmarks zu erstellen als bei Hardware. Und das Benchmarking von Quanten-Hardware ist bereits ziemlich schwierig. Es gibt sicherlich viele Unternehmen in beiden Ländern und auch in vielen anderen Ländern, nicht nur in diesen beiden, obwohl wir uns auf diese beiden Länder konzentriert haben, die an Algorithmen und Quantenbetriebssystemen und Benutzeroberflächen arbeiten, sowohl in kleinen Start-ups als auch in den USA, China und vielen anderen Ländern, wie Sie vielleicht wissen, auch in Israel. Und es gibt sicherlich eine Menge Anstrengungen sowohl von den Tech-Giganten wie Alibaba und Tencent als auch in den USA, IBM, Google, sowohl auf der Software- als auch auf der Hardwareseite. Es ist also sicherlich ein Schwerpunktbereich, aber dieser Bericht ist nicht tief genug in die Materie eingetaucht, um eine vergleichende Aussage über die unterschiedlichen Ansätze der beiden Länder zu treffen.

Yuval: Wenn das Thema China zur Sprache kommt, ist unweigerlich von Industriespionage die Rede. Sind Sie der Meinung, dass es erstens nachweislich Fälle von Industriespionage im Bereich der Quantentechnologie gab? Und glauben Sie, dass dies anders ist als in anderen Bereichen, sei es in der Militärtechnologie oder in anderen Bereichen der industriellen Technologie?

Edward: Mir sind keine konkreten Fälle von Industriespionage im Bereich Quantum durch irgendein Land gegenüber einem anderen Land bekannt. Das Thema Spionage und internationale Zusammenarbeit ist ein komplexes Thema. Es gibt einen wirklich guten Bericht, den ich all Ihren Zuhörern empfehlen möchte, der unter quantum.gov öffentlich zugänglich ist und vom White House Office of Science Technology Policy herausgegeben wurde. Er trägt den Titel " Perspectives on International Talent in Quantum Information Science" (Perspektiven für internationale Talente in der Quanteninformatik) und bietet meiner Meinung nach einen sehr guten Ausgleich zwischen den beiden Seiten der Medaille, denn es ist einfach, sich auf Spionage und die Risiken von Technologielecks zu konzentrieren. Aber wir müssen auch bedenken, dass die Quantentechnologie ein sehr internationales Gebiet ist, das für den Fortschritt der Wissenschaft entscheidend ist.

Eine der Statistiken, die wir erhoben haben, war der Anteil der wissenschaftlichen Arbeiten, die in verschiedenen Ländern gemeinsam verfasst wurden. Und wir fanden heraus, dass dieser Anteil in der Quantentechnologie durchweg sehr hoch war, höher als in den meisten anderen Technologiebereichen. Es handelt sich also um ein Gebiet mit ungewöhnlich viel wissenschaftlicher Interaktion und Zusammenarbeit. Wir halten das für sehr wichtig. Wir wollen freundschaftliche, wissenschaftliche Beziehungen zu unseren Verbündeten und möglicherweise auch zu strategischen Konkurrenten pflegen. Ich möchte also nicht sagen, dass wir uns ausschließlich auf die Risiken eines grenzüberschreitenden Technologietransfers konzentrieren. Allerdings gibt es im Allgemeinen Anzeichen für den Abfluss von geistigem Eigentum aus dem High-Tech-Bereich in andere Länder, die nicht alle mit den Vereinigten Staaten befreundet sind, teils legal, teils illegal. Und auch das muss berücksichtigt werden. Ich werde hier also keine Vorschriften machen und keine Empfehlungen für die Politik abgeben, aber ich würde Ihren Zuschauern auf jeden Fall empfehlen, sich den Bericht auf quantum.gov anzusehen und darüber nachzudenken, wie wir beide Seiten dieser Medaille, den weitgehend positiven, aber auch mit gewissen Risiken behafteten Aspekt der internationalen Zusammenarbeit, in Einklang bringen können.

Yuval: Lassen Sie uns das mit der Frage der Exportkontrollen verbinden, die meines Erachtens eine der Empfehlungen Ihres Berichts ist. Wenn ich also ein politischer Entscheidungsträger bin und davon überzeugt bin, dass Quanten für das Wohlergehen meines Landes von strategischer Bedeutung sind, dann gibt es eine Reihe von Kurzschlussreaktionen. Die eine ist, zu sagen, wir brauchen mehr Mittel für die Forschung, weil wir eine Nachfrage schaffen müssen, wir müssen sicherstellen, dass die Unternehmen gesund sind, wir müssen sicherstellen, dass es Investitionen in Forschung und Arbeitskräfte gibt. Das ist alles großartig. Aber sollten wir auf der anderen Seite, auf der eher defensiven Seite, Exportkontrollen einführen, um sicherzustellen, dass Technologie, die wir als kritisch erachten, genau wie Militärtechnologie, nur an Orte geliefert wird oder bleibt, die wir ausdrücklich zulassen? Was denken Sie darüber und warum empfehlen Sie, keine Exportkontrollen einzuführen?

Edward: Ja. Eine Sache, die Sie erwähnt haben und die ich gerne aufgreifen möchte, ist die Bedeutung der Aufrechterhaltung einer starken Finanzierung für F&E. Und das war eine weitere unserer Empfehlungen in dem Bericht, nämlich die Beibehaltung einer starken staatlichen Unterstützung für F&E. Wir sind der Meinung, dass sich der Schwerpunkt in den letzten Jahren zwar in den privaten Sektor verlagert hat, dass aber immer noch ein großer Teil der Forschung auf offener akademischer Ebene betrieben wird. Und es ist technisch noch nicht so weit, dass der private Sektor den Staffelstab vollständig übernehmen kann. Und es besteht immer noch Bedarf an Grundlagenforschung in diesem Bereich, das ist ein Punkt. Was die Exportkontrollen betrifft, so haben wir in dem Bericht, wenn ich mich recht erinnere, genau gesagt, dass wir zum jetzigen Zeitpunkt keine Exportkontrollen für fertige Quantencomputer und Kommunikationssysteme einführen wollen. All diese Worte sind also sehr wichtig, auch zum jetzigen Zeitpunkt. Es gibt also bereits bestimmte Ausfuhrkontrollen für bestimmte Arten von Quantensensoren. Das ist völlig öffentlich, und Sie können das auf der Website des Handelsministeriums nachlesen.

Der Grund für unsere Empfehlung war also, dass offen gesagt noch nicht klar ist, welche Anwendungen es für Quantencomputer gibt. Und auch bei der Quantenkommunikation gibt es zwar bestimmte Systeme, aber es ist noch nicht klar, wie wirkungsvoll sie sind. Wir waren also nicht der Meinung, dass es aufgrund des Stands der Technologie möglich ist, die Exportkontrollen so zu gestalten, dass sie nur für verteidigungsrelevante Anwendungen gelten. Wir glauben also nicht, dass es technisch möglich ist, eng zugeschnittene Exportkontrollen einzuführen, weil es noch so viele Unwägbarkeiten hinsichtlich der Anwendungen und der Fristen für diese Anwendungen gibt. Wir haben jedoch auch gesagt, dass die Bundesregierung bereit sein sollte, ihre Politik zu ändern und Exportkontrollen einzuführen, sobald die Technologie den Reifegrad erreicht hat, bei dem diese Verteidigungsanwendungen in Sicht zu sein scheinen.

Ein weiterer Aspekt, den man bei den Exportkontrollen berücksichtigen muss, ist, dass viele dieser Unternehmen noch neu sind und noch relativ geringe oder gar keine Einnahmen haben, und dass ihre finanzielle Lage nicht unbedingt völlig sicher oder zukunftsorientiert ist. Wie wir gerade in den letzten Wochen gesehen haben, ist der Aktienmarkt ziemlich unberechenbar, und viele Technologieunternehmen haben in letzter Zeit an der Börse einen Rückschlag erlitten. Es besteht also die Sorge, dass verfrühte Exportkontrollen viele dieser Unternehmen treffen könnten, insbesondere neue Start-up-Unternehmen, die auf internationale Verkäufe als eine ihrer relativ wenigen Einnahmequellen angewiesen sind. Das alles soll natürlich nicht das Risiko eines Technologietransfers ausschließen, aber wir waren einfach der Meinung, dass die Technologie noch nicht so weit ist, dass wir eng zugeschnittene Exportkontrollen durchführen könnten. Aber auch hier betonen wir, dass es sich um eine vorläufige Entscheidung handelt, die sich in Zukunft noch ändern kann.

Yuval: Da wir uns dem Ende unseres Gesprächs nähern, gehe ich davon aus, dass Sie unvoreingenommen waren, als Sie begannen, den Bericht zu schreiben oder für den Bericht zu recherchieren. Sie sagten: "Ich weiß nicht, wie die Schlussfolgerungen aussehen werden. Ich habe keinen Plan. Ich will nur die Wahrheit berichten, soweit ich sie finden kann.

Edward: Auf jeden Fall. Das ist es, was wir bei RAND tun. Wir schreiben die Schlussfolgerung nicht, bevor wir mit der Forschung beginnen. Auf gar keinen Fall.

Yuval: Was hat Sie jetzt, nachdem Sie den Bericht geschrieben haben, überrascht? Was finden Sie überraschend, das Sie nicht wussten oder von dem Sie nicht dachten, dass es der Fall war, bevor Sie anfingen?

Edward: Das ist eine gute Frage. Mir fallen da mehrere Dinge ein. Eine Sache war die Höhe der staatlichen Finanzierung. In den englischsprachigen Medien wird oft behauptet, dass die chinesische Regierung die US-Regierung im Bereich der Quantentechnologie bei weitem übertrifft. Es gibt diese Zahl von 10 Milliarden Dollar, die immer wieder genannt wird. Als wir uns die Sache genauer ansahen, konnten wir diese Behauptung nicht bestätigen. Wir haben keine Beweise für Investitionen der chinesischen Regierung in Höhe von 10 Milliarden Dollar gefunden. Wenn man sich die Originalquellen ansieht, findet man eine breite Palette von Behauptungen, die von 42 Millionen Dollar pro Jahr bis zu 3 Milliarden Dollar pro Jahr reichen. Wild widersprüchliche Behauptungen, aber wir konnten nicht feststellen, ob die US-amerikanische oder die chinesische Regierung mehr für Quantentechnologie ausgibt, was, wie ich glaube, der gängigen Meinung widerspricht. Das war eine Überraschung.

Eine weitere Überraschung war der drastische Unterschied in der Struktur der F&E-Führerschaft in den beiden Ländern in den USA. Viele der hochwertigsten Technologien werden von privaten Unternehmen produziert. In China hingegen gibt es durchaus eine private Industrie und wichtige Unternehmen. Wir haben mehrere identifiziert. Aber viele der wichtigsten Entwicklungen scheinen aus nationalen Labors zu kommen, insbesondere aus einem zentralisierten nationalen Labor in der Stadt Hefei. Es gibt also ein ganz anderes Modell, das in China im Vergleich zu den USA viel stärker von der Regierung gesteuert wird.

Und der letzte Punkt ist, dass es immer eine Frage der Quantität gegenüber der Qualität der Veröffentlichungen war. Die Leute sagen zu Recht, dass man aus dem bloßen Zählen von Veröffentlichungen oder Patenten nicht sehr viel schließen kann. Man muss sich die Qualität ansehen. Und das ist in großem Maßstab schwer zu erreichen. Ich wusste also, dass China eine Menge Veröffentlichungen zur Quantenkommunikation herausgibt, oder zumindest war das mein anekdotischer Eindruck. Aber ich war neugierig, wie es sich verhält, wenn man die Qualität berücksichtigt. Und wir fanden heraus, dass die Qualität nur bei sehr hoch zitierten akademischen Veröffentlichungen berücksichtigt werden kann. Der Vorsprung der Chinesen bei der Anzahl der Veröffentlichungen und bei der Datenverarbeitung sinkt erheblich, wenn man nur die hochwertigen Veröffentlichungen betrachtet. Und China veröffentlicht deutlich weniger hochwertige Publikationen im Bereich Informatik als die USA.

Aber das war bei der Kommunikation nicht der Fall. Wir haben festgestellt, dass die Chinesen, selbst wenn man nur die Veröffentlichungen im obersten Dezil der erhaltenen Zitate betrachtet, selbst nach dieser Korrektur einen komfortablen Vorsprung vor allen anderen Ländern im Bereich der Quantenkommunikation haben, der in den letzten Jahren sogar noch zu wachsen scheint. Es scheint sich also wirklich um einen anhaltenden technischen Vorsprung zu handeln, der nicht nur darauf zurückzuführen ist, dass viele Veröffentlichungen von geringer Qualität herausgegeben werden. Ich denke, das sind ein paar meiner Überraschungen, die nicht von vornherein klar waren.

Yuval: Edward, wie kann man mit Ihnen in Kontakt treten, um mehr über Ihre Arbeit zu erfahren?

Edward: Sie können mich per E-Mail erreichen. Meine E-Mail-Adresse lautet eparker@rand.org, und ich würde mich sehr freuen, Fragen oder Kommentare von Ihren Zuhörern entgegenzunehmen.

Yuval: Das ist perfekt. Nun, vielen Dank, dass Sie heute bei mir waren.

Edward: Ich danke Ihnen vielmals.

Mein heutiger Gast ist Edward Parker, Physikwissenschaftler bei der RAND Corporation. Edward hat vor kurzem einen Bericht mit dem Titel "An Assessment of the US and Chinese Industrial Basis in Quantum Technology" verfasst. Wir sprechen über die wichtigsten Ergebnisse des Berichts, was ihn bei seinen Recherchen am meisten überrascht hat und vieles mehr.

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DIE VOLLSTÄNDIGE ABSCHRIFT FINDEN SIE UNTEN

Yuval: Hallo, Edward. Und danke, dass Sie heute bei mir sind.

Edward: Hallo, ich freue mich sehr, hier zu sein. Ich danke Ihnen.

Yuval: Wer sind Sie und was machen Sie?

Edward: Mein Name ist Edward Parker. Ich bin Physikwissenschaftler bei der RAND Corporation. Ganz kurz: Die RAND Corporation ist eine gemeinnützige, unparteiische Forschungsorganisation, die zu einer Vielzahl von Themen forscht. Von der nationalen Sicherheit über das Gesundheitswesen bis hin zur Justizpolitik und der inneren Sicherheit. Und wir haben eine große Anzahl von Forschern mit sehr unterschiedlichen Hintergründen. Und wir sind stolz darauf, an einer Vielzahl von Themen im öffentlichen Interesse zu arbeiten und sehr multidisziplinäre Teams zusammenzustellen, die an diesen Projekten arbeiten. Ich selbst bin von Haus aus Physikerin. Ich habe Ende 2017 an der UC Santa Barbara in Physik der harten kondensierten Materie promoviert und arbeite seither bei RAND an einer Vielzahl von Themen, meist im Zusammenhang mit neuen Technologien und deren Auswirkungen auf die nationale Sicherheit, wenn auch nicht ausschließlich. Ich selbst verbringe also die meiste Zeit damit, insbesondere an der Quantentechnologie und den damit verbundenen politischen Fragen zu arbeiten, obwohl ich auch ein wenig über künstliche Intelligenz und 5G geforscht habe.

Yuval: Und ich glaube, Sie waren kürzlich der Hauptautor eines Berichts über Quantentechnologien, in dem die USA mit China verglichen wurden. Ist das richtig?

Edward: Ja, das ist richtig. Ich glaube, im Februar haben wir einen Bericht mit dem Titel An Assessment of the US and Chinese Industrial Basis in Quantum Technology veröffentlicht, der kostenlos auf unserer Website rand.org verfügbar ist. Wir haben mit einem großen multidisziplinären Team gearbeitet, das aus Physikern und Politikwissenschaftlern, Ingenieuren, Doktoranden und chinesischen Sprachexperten bestand, mit dem Ziel, eine Reihe von wiederholbaren, konsistenten und objektiven Metriken zusammenzustellen, die auf jede Nation angewendet werden können, um einen wiederholbaren und möglichst quantitativen Eindruck davon zu vermitteln, wie ihre industrielle Basis insgesamt aussieht. Dann haben wir zwei eingehende Fallstudien über die Vereinigten Staaten und China durchgeführt. Aber dieser Rahmen ist wiederholbar und kann im Prinzip auf jedes Land angewandt werden. Dabei haben wir einen sehr multidisziplinären Ansatz mit gemischten Methoden gewählt, worauf RAND sehr stolz ist. Und wir haben wirklich jeden Aspekt dieses Ökosystems untersucht.

Es geht also nicht nur um die Privatwirtschaft, also die traditionelle industrielle Basis, an die man denken könnte, sondern auch um die akademische und staatliche Unterstützung für die Quantentechnologie und bestimmte technologische Errungenschaften, über die in der Literatur berichtet wurde. Der Grund dafür war, dass die Quantentechnologie noch sehr neu ist. Vor fünf oder zehn Jahren gab es noch keine nennenswerte Privatwirtschaft im Bereich der Quantentechnologie. Im Gegensatz zu einem reiferen Sektor, in dem die meisten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in privaten Unternehmen durchgeführt werden, spielen die Hochschulen, die offene wissenschaftliche Forschung, die nationalen Labors und die staatliche Unterstützung immer noch eine sehr wichtige Rolle. Wir glaubten also nicht, dass wir ein vollständiges Bild erhalten würden, wenn wir nur die Privatwirtschaft betrachten, und versuchten daher, unser Netz so weit wie möglich auszuwerfen.

Yuval: Bevor wir uns auf die Schlussfolgerungen stürzen, bin ich immer noch neugierig auf die Methodik. Ich würde vermuten, dass die USA beim Informationsaustausch und beim Zugang zu Informationen viel offener sind als China. Woher wissen Sie also, dass die Daten, die Sie zur Bewertung der chinesischen Quantenindustrie verwenden, korrekt sind? Dass es nicht eine Menge versteckter Daten gibt, die eines Tages auftauchen und sagen: "Oh, wir haben einen Computer, der den Shor-Algorithmus verwenden kann, um die Verschlüsselung zu knacken"? Woher wissen Sie, dass Sie gute Daten bekommen?

Edward: Sie haben völlig Recht, dass die Datenverfügbarkeit eine erhebliche Einschränkung darstellt, wenn man ein beliebiges Land betrachtet, einschließlich der USA. Wir haben auch keine perfekten Daten über die USA. Insgesamt hatten wir also mehr Schwierigkeiten, an Daten über China heranzukommen, was vielleicht nicht überraschend ist. Ich vermute, dass die Chinesen selbst vielleicht auch weniger Informationen über ihre eigene Industrie haben, da sie nicht so organisiert sind, dass sie Daten sammeln. In den USA gibt es zum Beispiel keine vergleichbare Organisation wie das Quantum Economic Development Consortium. Das Problem der Datenverfügbarkeit variierte also je nachdem, was wir untersuchten. Eine der wichtigsten Methoden, die wir anwandten, war die Durchsicht offener akademischer Literatur. Da es sich dabei nur um englischsprachige Literatur handelte, gibt es hier bereits eine Einschränkung. Wir sind jedoch der Meinung, dass wir einen recht umfassenden Überblick über die offene wissenschaftliche Literatur haben, denn nach unserer Einschätzung und nach Rücksprache mit unseren internen Experten werden die meisten bahnbrechenden Forschungsarbeiten in englischsprachigen Zeitschriften veröffentlicht. Science, Nature, Physical Review Letters und so weiter, zu denen wir Zugang hatten.

Wir denken also, dass wir eine einigermaßen repräsentative Momentaufnahme der offenen wissenschaftlichen Veröffentlichungen haben. Es ist sicherlich schwieriger, Daten über die Aktivitäten des privaten Sektors zu erhalten. Und natürlich wissen wir nicht, was sie nicht melden, aber selbst bei den Unternehmen des privaten Sektors war eine überraschende Menge an Informationen online verfügbar. Es wurden Finanzdokumente gemeldet. Sie waren auf Chinesisch, und wir hatten Chinesischkenntnisse in unserem Team, was uns geholfen hat. Aber wir sind der Meinung, dass wir in der Lage waren, einen - ich würde sagen, einen so vernünftigen - Eindruck zu bekommen, wie man ihn auf der Grundlage der offen zugänglichen Literatur und der online verfügbaren Informationen bekommen kann, natürlich vorbehaltlich der begrenzten Ressourcen und Zeit. Aber ich habe den Eindruck, und das ist schwer zu sagen, dass bei der Quantenphysik, da die meisten Technologien noch recht jung sind und sich noch in der Entwicklung befinden, ein ziemlich starker Anreiz besteht, auch von Seiten der Unternehmen, ihre Fortschritte zu veröffentlichen, und sei es nur, um Risikokapitalgeber zu ermutigen, mehr Geld in sie zu investieren.

Und obwohl es natürlich einige Geschäftsgeheimnisse gibt, ist meine Vermutung, dass es nicht so etwas wie ein ganzes Quantenprogramm gibt, das nicht öffentlich ist. Auch das ist nur eine Vermutung, aber wir haben Indizien dafür. Ich sollte auch erwähnen, dass wir absichtlich etwas mehr Aufwand in die US-Bewertung gesteckt haben, als in die chinesische Bewertung. Das war eine Entscheidung für die Festlegung von Forschungsprioritäten. So haben wir für einige der Messgrößen, über die wir einfach berichten, auf chinesischer Seite keine Bewertung vorgenommen, oder wir hatten keine so umfassende Bewertung wie auf amerikanischer Seite,

Yuval: Wenn man sich mit Quantentechnologien beschäftigt, gibt es normalerweise eine Unterteilung in drei Bereiche. Und ich denke, das spiegelt sich auch in Ihrem Bericht wider. Quantencomputer, Quantensensorik und Quantenkommunikation. Wenn wir also die Quantenolympiade auswerten würden, wo liegen die USA an erster Stelle? Wo steht China in jedem dieser Bereiche an erster Stelle?

Edward: Das ist eine komplizierte Frage, und ich könnte auf jede der drei Fragen näher eingehen. Aber im Großen und Ganzen denke ich, dass China im Bereich der Quantenkommunikation sowohl in Bezug auf das Volumen der veröffentlichten wissenschaftlichen Literatur mit hohem Einfluss als auch in Bezug auf die demonstrierten spezifischen Technologien führend ist.

China ist zum Beispiel das einzige Land, von dem wir wissen, dass es einen Quantenkommunikationssatelliten vorgeführt hat, der in der Lage ist, eine so genannte Quantenschlüsselverteilung aus dem Weltraum durchzuführen. Ich gehe gerne ins Detail, wenn Sie es wünschen. Sie haben auch ein sehr, sehr weit verzweigtes Glasfasernetz für die Quantenschlüsselverteilungstechnologie aufgebaut, die, kurz gesagt, eine sichere Kommunikation ermöglicht, die sehr abhörsicher ist. Obwohl, wie ich gerne näher erläutern werde, der praktische Nutzen der Quantenschlüsselverteilung gegenüber bestimmten Alternativen fraglich ist. In Bezug auf die Quantensensorik. Ich denke, man kann mit Fug und Recht behaupten, dass die USA führend sind, vor allem, wenn es um den tatsächlichen Einsatz in der Praxis geht. Es gibt eine Menge wissenschaftlicher Forschung für Sensoren im Labormaßstab in einer Vielzahl von Ländern. Diese sind jedoch meist nur im Labor und nicht wirklich für den Einsatz im Feld geeignet, d. h. sie sind klein, robust, leicht, widerstandsfähig und erfüllen all die verschiedenen Anforderungen, die man für einen Sensor im Feld benötigt.

Die Computertechnik ist meiner Meinung nach die kompliziertere Geschichte. Ich denke, die Kurzfassung ist immer noch, dass die USA im Bereich des Quantencomputings weltweit führend sind. Es gibt jedoch verschiedene Ansätze für das Quantencomputing, z. B. verschiedene Qubit-Technologien, supraleitende Qubits, gefangene Ionen-Qubits, neutrale kalte Atome und so weiter. Im Großen und Ganzen kann ich auf jede dieser Technologien näher eingehen, aber ich denke, die Kurzfassung ist, dass die USA bei den meisten dieser Technologien einen Vorsprung haben, was die in der Literatur nachgewiesenen Fortschritte angeht. Bei einer der führenden Technologien, den supraleitenden Qubits, sind die Chinesen und die USA jedoch vielleicht annähernd gleichauf. Die erste wirklich bahnbrechende Demonstration supraleitender Qubits wurde, so würde ich behaupten, Ende 2019 von Google durchgeführt. Ich kann gerne näher auf diese Demonstration eingehen. Und vor kurzem, vor etwa einem Jahr, haben die Chinesen ihren eigenen Computer vorgeführt, der in Bezug auf die technischen Spezifikationen in etwa mit dem Computer von Google vergleichbar ist. Auch hier gilt also, mit einigen Vorbehalten, dass ich denke, dass wir bei diesem Ansatz ungefähr gleichauf liegen. Und die USA sind bei den meisten alternativen Ansätzen im Vorteil. Das ist vielleicht schon eine viel ausführlichere Antwort, als Sie wollten.

Yuval: Das ist perfekt. Ich möchte auf die Technologien der Quanteninformatik eingehen, die mit der Leitung und Koordinierung durch die Regierung zu tun haben. In den USA arbeiten, wie Sie erwähnten, verschiedene Unternehmen an unterschiedlichen Modalitäten der Quantenverarbeitung, von optischen über kalte Atome bis hin zu supraleitenden und vielen anderen. Nach dem, was Sie beschrieben haben, klingt es so, als ob in China vor allem an supraleitenden Qubits gearbeitet wird. Kommt das Ihrer Meinung nach von oben, oder haben sie all diese Möglichkeiten geprüft und beschlossen, dass dies die einzige ist, die funktioniert? Was wissen die Chinesen, was die US-Unternehmen in dieser Hinsicht nicht wissen?

Edward: Das ist eine gute Frage. Ich würde nicht sagen, dass supraleitende Qubits die einzige Technologie sind, an der die Chinesen forschen. Wenn man sich die gesamte Literatur ansieht, die sie zu all diesen verschiedenen Ansätzen veröffentlichen. Ich denke, dass supraleitende Qubits die einzige Qubit-Technologie sind, bei der China weltweit Spitzenleistungen erbracht hat. Es ist schwer zu sagen, ob das eine bewusste Entscheidung war, alle Forschungsanstrengungen auf diesen speziellen Bereich zu konzentrieren, oder ob sie an allen arbeiten und diese Technologie, aus welchen Gründen auch immer, der erfolgreichste ist. Wir konnten diese Frage nicht abschließend beantworten. Aber es steht außer Frage, dass sie an einer Vielzahl verschiedener Technologien arbeiten, sogar innerhalb des Quantencomputers. Ein interessanter Aspekt dabei ist ihr photonischer Ansatz. Auch dies mag ein wenig tief in die Trickkiste greifen, aber ein Bereich des Quantencomputings, in dem die Chinesen sehr stark sind, ist das photonische Quantencomputing, das sich meines Erachtens mit ihren nachweislich hohen Fähigkeiten in der Quantenkommunikation überschneidet.

Sie verfolgen jedoch einen etwas anderen Ansatz, das so genannte Bosonen-Sampling, eine etwas eingeschränkte Form des Quantencomputings, die nicht so leistungsfähig ist wie das so genannte universelle Quantencomputing. Und in diesem engen Teilbereich des Bosonen-Samplings sind die Chinesen extrem stark und haben bahnbrechende Fähigkeiten bewiesen. Letztes Jahr haben sie mit Boson-Sampling auch die so genannte Quantenüberlegenheit für sich beansprucht. Quantenüberlegenheit bedeutet grob gesagt, dass ein Quantencomputer in der Lage ist, eine mathematische Berechnung durchzuführen, unabhängig davon, ob sie praktisch nützlich ist oder nicht, die für den schnellsten klassischen Supercomputer der Welt zu schwierig zu lösen ist. Es ist also wieder eine komplizierte Geschichte. Und ich würde nicht sagen, dass die Chinesen oder die USA alles auf eine einzige Technologie setzen,

Yuval: So sehr wir die Hardware-Anbieter auch lieben, die Hardware ist ohne Software nutzlos. Wo steht China im Hinblick auf Software-Technologien zur Entwicklung effizienter Schaltungen, zur Entwicklung groß angelegter Schaltungen und so weiter? Ist das etwas, das in dem Bericht untersucht wurde?

Edward: Wir haben uns nicht eingehend mit Softwareunternehmen oder deren Fähigkeiten befasst. Zum einen ist es noch schwieriger, Benchmarks zu erstellen als bei Hardware. Und das Benchmarking von Quanten-Hardware ist bereits ziemlich schwierig. Es gibt sicherlich viele Unternehmen in beiden Ländern und auch in vielen anderen Ländern, nicht nur in diesen beiden, obwohl wir uns auf diese beiden Länder konzentriert haben, die an Algorithmen und Quantenbetriebssystemen und Benutzeroberflächen arbeiten, sowohl in kleinen Start-ups als auch in den USA, China und vielen anderen Ländern, wie Sie vielleicht wissen, auch in Israel. Und es gibt sicherlich eine Menge Anstrengungen sowohl von den Tech-Giganten wie Alibaba und Tencent als auch in den USA, IBM, Google, sowohl auf der Software- als auch auf der Hardwareseite. Es ist also sicherlich ein Schwerpunktbereich, aber dieser Bericht ist nicht tief genug in die Materie eingetaucht, um eine vergleichende Aussage über die unterschiedlichen Ansätze der beiden Länder zu treffen.

Yuval: Wenn das Thema China zur Sprache kommt, ist unweigerlich von Industriespionage die Rede. Sind Sie der Meinung, dass es erstens nachweislich Fälle von Industriespionage im Bereich der Quantentechnologie gab? Und glauben Sie, dass dies anders ist als in anderen Bereichen, sei es in der Militärtechnologie oder in anderen Bereichen der industriellen Technologie?

Edward: Mir sind keine konkreten Fälle von Industriespionage im Bereich Quantum durch irgendein Land gegenüber einem anderen Land bekannt. Das Thema Spionage und internationale Zusammenarbeit ist ein komplexes Thema. Es gibt einen wirklich guten Bericht, den ich all Ihren Zuhörern empfehlen möchte, der unter quantum.gov öffentlich zugänglich ist und vom White House Office of Science Technology Policy herausgegeben wurde. Er trägt den Titel " Perspectives on International Talent in Quantum Information Science" (Perspektiven für internationale Talente in der Quanteninformatik) und bietet meiner Meinung nach einen sehr guten Ausgleich zwischen den beiden Seiten der Medaille, denn es ist einfach, sich auf Spionage und die Risiken von Technologielecks zu konzentrieren. Aber wir müssen auch bedenken, dass die Quantentechnologie ein sehr internationales Gebiet ist, das für den Fortschritt der Wissenschaft entscheidend ist.

Eine der Statistiken, die wir erhoben haben, war der Anteil der wissenschaftlichen Arbeiten, die in verschiedenen Ländern gemeinsam verfasst wurden. Und wir fanden heraus, dass dieser Anteil in der Quantentechnologie durchweg sehr hoch war, höher als in den meisten anderen Technologiebereichen. Es handelt sich also um ein Gebiet mit ungewöhnlich viel wissenschaftlicher Interaktion und Zusammenarbeit. Wir halten das für sehr wichtig. Wir wollen freundschaftliche, wissenschaftliche Beziehungen zu unseren Verbündeten und möglicherweise auch zu strategischen Konkurrenten pflegen. Ich möchte also nicht sagen, dass wir uns ausschließlich auf die Risiken eines grenzüberschreitenden Technologietransfers konzentrieren. Allerdings gibt es im Allgemeinen Anzeichen für den Abfluss von geistigem Eigentum aus dem High-Tech-Bereich in andere Länder, die nicht alle mit den Vereinigten Staaten befreundet sind, teils legal, teils illegal. Und auch das muss berücksichtigt werden. Ich werde hier also keine Vorschriften machen und keine Empfehlungen für die Politik abgeben, aber ich würde Ihren Zuschauern auf jeden Fall empfehlen, sich den Bericht auf quantum.gov anzusehen und darüber nachzudenken, wie wir beide Seiten dieser Medaille, den weitgehend positiven, aber auch mit gewissen Risiken behafteten Aspekt der internationalen Zusammenarbeit, in Einklang bringen können.

Yuval: Lassen Sie uns das mit der Frage der Exportkontrollen verbinden, die meines Erachtens eine der Empfehlungen Ihres Berichts ist. Wenn ich also ein politischer Entscheidungsträger bin und davon überzeugt bin, dass Quanten für das Wohlergehen meines Landes von strategischer Bedeutung sind, dann gibt es eine Reihe von Kurzschlussreaktionen. Die eine ist, zu sagen, wir brauchen mehr Mittel für die Forschung, weil wir eine Nachfrage schaffen müssen, wir müssen sicherstellen, dass die Unternehmen gesund sind, wir müssen sicherstellen, dass es Investitionen in Forschung und Arbeitskräfte gibt. Das ist alles großartig. Aber sollten wir auf der anderen Seite, auf der eher defensiven Seite, Exportkontrollen einführen, um sicherzustellen, dass Technologie, die wir als kritisch erachten, genau wie Militärtechnologie, nur an Orte geliefert wird oder bleibt, die wir ausdrücklich zulassen? Was denken Sie darüber und warum empfehlen Sie, keine Exportkontrollen einzuführen?

Edward: Ja. Eine Sache, die Sie erwähnt haben und die ich gerne aufgreifen möchte, ist die Bedeutung der Aufrechterhaltung einer starken Finanzierung für F&E. Und das war eine weitere unserer Empfehlungen in dem Bericht, nämlich die Beibehaltung einer starken staatlichen Unterstützung für F&E. Wir sind der Meinung, dass sich der Schwerpunkt in den letzten Jahren zwar in den privaten Sektor verlagert hat, dass aber immer noch ein großer Teil der Forschung auf offener akademischer Ebene betrieben wird. Und es ist technisch noch nicht so weit, dass der private Sektor den Staffelstab vollständig übernehmen kann. Und es besteht immer noch Bedarf an Grundlagenforschung in diesem Bereich, das ist ein Punkt. Was die Exportkontrollen betrifft, so haben wir in dem Bericht, wenn ich mich recht erinnere, genau gesagt, dass wir zum jetzigen Zeitpunkt keine Exportkontrollen für fertige Quantencomputer und Kommunikationssysteme einführen wollen. All diese Worte sind also sehr wichtig, auch zum jetzigen Zeitpunkt. Es gibt also bereits bestimmte Ausfuhrkontrollen für bestimmte Arten von Quantensensoren. Das ist völlig öffentlich, und Sie können das auf der Website des Handelsministeriums nachlesen.

Der Grund für unsere Empfehlung war also, dass offen gesagt noch nicht klar ist, welche Anwendungen es für Quantencomputer gibt. Und auch bei der Quantenkommunikation gibt es zwar bestimmte Systeme, aber es ist noch nicht klar, wie wirkungsvoll sie sind. Wir waren also nicht der Meinung, dass es aufgrund des Stands der Technologie möglich ist, die Exportkontrollen so zu gestalten, dass sie nur für verteidigungsrelevante Anwendungen gelten. Wir glauben also nicht, dass es technisch möglich ist, eng zugeschnittene Exportkontrollen einzuführen, weil es noch so viele Unwägbarkeiten hinsichtlich der Anwendungen und der Fristen für diese Anwendungen gibt. Wir haben jedoch auch gesagt, dass die Bundesregierung bereit sein sollte, ihre Politik zu ändern und Exportkontrollen einzuführen, sobald die Technologie den Reifegrad erreicht hat, bei dem diese Verteidigungsanwendungen in Sicht zu sein scheinen.

Ein weiterer Aspekt, den man bei den Exportkontrollen berücksichtigen muss, ist, dass viele dieser Unternehmen noch neu sind und noch relativ geringe oder gar keine Einnahmen haben, und dass ihre finanzielle Lage nicht unbedingt völlig sicher oder zukunftsorientiert ist. Wie wir gerade in den letzten Wochen gesehen haben, ist der Aktienmarkt ziemlich unberechenbar, und viele Technologieunternehmen haben in letzter Zeit an der Börse einen Rückschlag erlitten. Es besteht also die Sorge, dass verfrühte Exportkontrollen viele dieser Unternehmen treffen könnten, insbesondere neue Start-up-Unternehmen, die auf internationale Verkäufe als eine ihrer relativ wenigen Einnahmequellen angewiesen sind. Das alles soll natürlich nicht das Risiko eines Technologietransfers ausschließen, aber wir waren einfach der Meinung, dass die Technologie noch nicht so weit ist, dass wir eng zugeschnittene Exportkontrollen durchführen könnten. Aber auch hier betonen wir, dass es sich um eine vorläufige Entscheidung handelt, die sich in Zukunft noch ändern kann.

Yuval: Da wir uns dem Ende unseres Gesprächs nähern, gehe ich davon aus, dass Sie unvoreingenommen waren, als Sie begannen, den Bericht zu schreiben oder für den Bericht zu recherchieren. Sie sagten: "Ich weiß nicht, wie die Schlussfolgerungen aussehen werden. Ich habe keinen Plan. Ich will nur die Wahrheit berichten, soweit ich sie finden kann.

Edward: Auf jeden Fall. Das ist es, was wir bei RAND tun. Wir schreiben die Schlussfolgerung nicht, bevor wir mit der Forschung beginnen. Auf gar keinen Fall.

Yuval: Was hat Sie jetzt, nachdem Sie den Bericht geschrieben haben, überrascht? Was finden Sie überraschend, das Sie nicht wussten oder von dem Sie nicht dachten, dass es der Fall war, bevor Sie anfingen?

Edward: Das ist eine gute Frage. Mir fallen da mehrere Dinge ein. Eine Sache war die Höhe der staatlichen Finanzierung. In den englischsprachigen Medien wird oft behauptet, dass die chinesische Regierung die US-Regierung im Bereich der Quantentechnologie bei weitem übertrifft. Es gibt diese Zahl von 10 Milliarden Dollar, die immer wieder genannt wird. Als wir uns die Sache genauer ansahen, konnten wir diese Behauptung nicht bestätigen. Wir haben keine Beweise für Investitionen der chinesischen Regierung in Höhe von 10 Milliarden Dollar gefunden. Wenn man sich die Originalquellen ansieht, findet man eine breite Palette von Behauptungen, die von 42 Millionen Dollar pro Jahr bis zu 3 Milliarden Dollar pro Jahr reichen. Wild widersprüchliche Behauptungen, aber wir konnten nicht feststellen, ob die US-amerikanische oder die chinesische Regierung mehr für Quantentechnologie ausgibt, was, wie ich glaube, der gängigen Meinung widerspricht. Das war eine Überraschung.

Eine weitere Überraschung war der drastische Unterschied in der Struktur der F&E-Führerschaft in den beiden Ländern in den USA. Viele der hochwertigsten Technologien werden von privaten Unternehmen produziert. In China hingegen gibt es durchaus eine private Industrie und wichtige Unternehmen. Wir haben mehrere identifiziert. Aber viele der wichtigsten Entwicklungen scheinen aus nationalen Labors zu kommen, insbesondere aus einem zentralisierten nationalen Labor in der Stadt Hefei. Es gibt also ein ganz anderes Modell, das in China im Vergleich zu den USA viel stärker von der Regierung gesteuert wird.

Und der letzte Punkt ist, dass es immer eine Frage der Quantität gegenüber der Qualität der Veröffentlichungen war. Die Leute sagen zu Recht, dass man aus dem bloßen Zählen von Veröffentlichungen oder Patenten nicht sehr viel schließen kann. Man muss sich die Qualität ansehen. Und das ist in großem Maßstab schwer zu erreichen. Ich wusste also, dass China eine Menge Veröffentlichungen zur Quantenkommunikation herausgibt, oder zumindest war das mein anekdotischer Eindruck. Aber ich war neugierig, wie es sich verhält, wenn man die Qualität berücksichtigt. Und wir fanden heraus, dass die Qualität nur bei sehr hoch zitierten akademischen Veröffentlichungen berücksichtigt werden kann. Der Vorsprung der Chinesen bei der Anzahl der Veröffentlichungen und bei der Datenverarbeitung sinkt erheblich, wenn man nur die hochwertigen Veröffentlichungen betrachtet. Und China veröffentlicht deutlich weniger hochwertige Publikationen im Bereich Informatik als die USA.

Aber das war bei der Kommunikation nicht der Fall. Wir haben festgestellt, dass die Chinesen, selbst wenn man nur die Veröffentlichungen im obersten Dezil der erhaltenen Zitate betrachtet, selbst nach dieser Korrektur einen komfortablen Vorsprung vor allen anderen Ländern im Bereich der Quantenkommunikation haben, der in den letzten Jahren sogar noch zu wachsen scheint. Es scheint sich also wirklich um einen anhaltenden technischen Vorsprung zu handeln, der nicht nur darauf zurückzuführen ist, dass viele Veröffentlichungen von geringer Qualität herausgegeben werden. Ich denke, das sind ein paar meiner Überraschungen, die nicht von vornherein klar waren.

Yuval: Edward, wie kann man mit Ihnen in Kontakt treten, um mehr über Ihre Arbeit zu erfahren?

Edward: Sie können mich per E-Mail erreichen. Meine E-Mail-Adresse lautet eparker@rand.org, und ich würde mich sehr freuen, Fragen oder Kommentare von Ihren Zuhörern entgegenzunehmen.

Yuval: Das ist perfekt. Nun, vielen Dank, dass Sie heute bei mir waren.

Edward: Ich danke Ihnen vielmals.

Über "Der Podcast des Qubit-Typen"

Der Podcast wird von The Qubit Guy (Yuval Boger, unser Chief Marketing Officer) moderiert. In ihm diskutieren Vordenker der Quanteninformatik über geschäftliche und technische Fragen, die das Ökosystem der Quanteninformatik betreffen. Unsere Gäste geben interessante Einblicke in Quantencomputer-Software und -Algorithmen, Quantencomputer-Hardware, Schlüsselanwendungen für Quantencomputer, Marktstudien der Quantenindustrie und vieles mehr.

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