China beschleunigt die Zukunft mit photonischen Quantenchips

China hat einen photonischen Quantenchip vorgestellt, der komplexe Berechnungen um mehr als das Tausendfache beschleunigen soll und damit einen der größten Schritte des Landes im Bereich des Next-Generation-Computing darstellt.

Der von CHIPX und Turing Quantum entwickelte Chip vereint hohe optische Integrationsdichte, schnelle Entwicklungszyklen und eine Pilotproduktionslinie mit einer Kapazität von rund 12.000 6-Zoll-Wafern pro Jahr. Damit ist China bestens positioniert, um die Entwicklung photonischer Hardware für Rechenzentren, künstliche Intelligenz und Quantenforschung voranzutreiben.

Trotz der Fortschritte bestehen weiterhin Fragen zur Betriebsstabilität, zum Fehlerverhalten und zur breiten Akzeptanz. Behauptungen über eine tausendfache Geschwindigkeitssteigerung gegenüber GPUs beziehen sich auf spezifische Aufgaben und nicht auf die allgemeine Rechenleistung.

Der Chip zählte zu den 17 Technologien, die auf der Wuzhen 2025 World Internet Conference ausgezeichnet wurden. Photonische Quantenchips nutzen Licht anstelle von Elektrizität und ermöglichen so eine schnellere Datenübertragung bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch. Forscher beschreiben ihn als Brücke zwischen klassischem Rechnen und zukünftigen Quantensystemen.

CHIPX hat einen vollständigen Produktionszyklus etabliert – von der Waferentwicklung und -fertigung über die Verpackung und Prüfung bis hin zur Systemintegration –, was selbst unter den weltweit führenden Photonikunternehmen selten ist. Die neuen Dünnschicht-Lithiumniobat-Wafer ermöglichen die Herstellung von jeweils etwa 350 Chips.

Obwohl die jährliche Kapazität von 12.000 Wafern im Vergleich zu herkömmlichen Halbleiterfabriken, die Hunderttausende von 200-mm- oder 300-mm-Wafern produzieren, bescheiden erscheint, stellt sie einen bedeutenden industriellen Fortschritt in der Photonik dar. Geplant ist außerdem die Umstellung auf 20,32-cm-Wafer, was die Kosten senken und eine breitere Anwendung ermöglichen würde.

Der Einsatz des Chips weitet sich bereits auf die Luft- und Raumfahrt, die Biomedizin und die Finanzmodellierung aus. Es bestehen jedoch weiterhin Herausforderungen: Photonische Systeme reagieren empfindlich auf Fertigungsungenauigkeiten und thermische Veränderungen, was Fragen hinsichtlich der Langzeitstabilität aufwirft.