Vom Wissenschaftler zum Unternehmensgründer hat Qiao Mu in weniger als zwei Monaten eine Finanzierung von mehreren hundert Millionen Yuan eingesammelt.

In dem letzten Jahr ist der Begriff „Neutrale Atome“ weltweit populär geworden und hat sich zu dem bemerkenswertesten Bereich der aktuellen Quantencomputing-Technologie entwickelt. Der Wettbewerb im Quantencomputing erstreckt sich umfassend über Aspekte wie die Anzahl der physikalischen Qubits, die Fehlertoleranz, die effektive logische Rechenleistung und den langfristig stabilen Betrieb des gesamten Geräts.

Dieser Wettbewerb prüft gleichzeitig die Fähigkeiten in der Spitzenforschung und im Systemingenieurwesen. Das Team muss nicht nur die zugrundeliegende Physik verstehen und wichtige experimentelle Engpässe überwinden, sondern auch Laser-, Vakuum-, Optik- und Steuersysteme integrieren, um die Forschungsergebnisse in iterativen Prozessen in die Fähigkeit des gesamten Geräts umzuwandeln. Teams, die beide Bereiche verbinden können, gehören zu den seltensten Ressourcen im Bereich der Quantencomputing-Gründungen.

In diesem intensiven Branchenwettbewerb taucht ein Unternehmen namens FlipFlop plötzlich auf: Dieses junge, hochbegabte Team verfügt über die Fähigkeiten zur Forschung und Entwicklung aus internationalen Spitzenlabors sowie über die Geschwindigkeit der praktischen Umsetzung des gesamten Geräts in der Industrie und besitzt die branchenweit seltenste Teamkonfiguration.

Laut Informationen von ChinaVenture hat FlipFlop seit seiner Gründung vor weniger als zwei Monaten eine Finanzierung in Höhe von mehreren hundert Millionen Yuan abgeschlossen und wird von mehreren Institutionen unterstützt, darunter ein führender Währungsfonds, ein bekannter Frühphaseninvestor, Fonds unter der Verwaltung von CICC Capital, ein führendes Family Office, Yongxing Materials und Hanzhang Capital. Gaohu Capital fungiert als exklusiver Finanzberater.

Dabei handelt es sich bei dem führenden Währungsfonds, dem bekannten Frühphaseninvestor und Hanzhang Capital um finanzielle Investitionsinstitutionen. Yongxing Materials ist ein an der A-Aktien-Börse notiertes Unternehmen, und alle beteiligen sich zum ersten Mal an Investitionen im Bereich Quantencomputing. Die Fonds unter CICC Capital gestalten zukünftige Industrien wie die Quantentechnologie im Rahmen der nationalen Strategie für wissenschaftliche und technologische Innovation. Die Teilnahme an der Finanzierung von FlipFlop stellt ihre kontinuierliche Erforschung und Unterstützung der Kernhardware- und Softwaretechnologien im Bereich der Quantenrechenleistung dar. Alle Investoren sind generell zuversichtlich hinsichtlich des langfristigen Potenzials der Technologie neutraler Atome im Bereich des universellen Quantencomputings und seiner industriellen Umsetzung.

Der Gründer von FlipFlop, Qiao Mu, ist promovierter Absolvent der Tsinghua-Universität und Postdoktorand am französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS). Nach seiner Rückkehr nach China erhielt er zudem ein Angebot für eine Anstellung als Assistenzprofessor an der Physikalischen Fakultät der Tsinghua-Universität. Die Beliebtheit der Tsinghua-Universität auf dem chinesischen Primärmarkt für Hard-Technologie ist unbestritten. Die Informations- und Technologiebarrieren im Quantenbereich sind sehr hoch, und der Hintergrund von Qiao Mu stellt die höchste Form der Bestätigung dar. Das ausgereifte Alumni-Netzwerk der Tsinghua-Universität im Hard-Technologie-Bereich kann zudem kontinuierlich Talente sowie Ressourcen für Forschung, Bildung und industrielle Zusammenarbeit bereitstellen.

Neben Dr. Qiao Mu vermeidet das Team von FlipFlop auch viele typische Probleme, mit denen andere Quantencomputing-Unternehmen zu kämpfen haben: Beispielsweise ist der leitende Wissenschaftler zwar sehr forschungsstark, aber dem Team fehlt es an Erfahrung in der Industrialisierung sowie an Fachkräften für Lieferketten und praktische Umsetzung, sodass es leicht im Stadium des Laborprototyps stecken bleibt. Der Mitbegründer Ma Xiaobin war früher Leiter des Bereichs für Quantencomputing mit neutralen Atomen bei einem führenden chinesischen Industrieunternehmen und ergänzt somit perfekt die Fähigkeiten des Teams im Bereich der technischen Umsetzung und der Kommerzialisierung.

Qiao Mu erklärte gegenüber ChinaVenture, dass er bei seiner Entscheidung, nach China zurückzukehren und ein Unternehmen zu gründen, eine zentrale Überlegung hatte: Die Organisationsform von Hochschulen eignet sich besser für offene Forschung, kann aber die massiven, kontinuierlichen technischen Iterationen, die für ein vollständiges Quantencomputing-Gerät erforderlich sind, kaum unterstützen. Das Wesen der Gründung eines Unternehmens besteht darin, ein System aufzubauen, das langfristig betrieben werden kann – nicht nur darin, ein einziges beeindruckendes Experiment im Labor durchzuführen. „Ich möchte ein Gründer sein, nicht nur ein Wissenschaftler“, sagte Qiao Mu.

Ein ohnehin schon seltenes Startup im Quantenbereich mit einer solchen Teamkonfiguration und Branchenkenntnis kann als „Traumteam“ des Quantencomputings bezeichnet werden, und es ist nicht überraschend, dass Investitionsinstitutionen sich schnell Anteile sichern wollen.

Einen wirklich nützlichen Quantencomputer bauen

Weltweit gibt es mehrere bahnbrechende Forschungsteams für Quantencomputing mit neutralen Atomen. Aus dem Lukin-Labor an der Harvard-Universität ging QuEra hervor; Doktoranden und Postdoktoranden dieser Gruppe gründeten gemeinsam Oratomic. Aus dem Browaeys-Labor des französischen CNRS ging Pasqal hervor, das im August dieses Jahres an der NASDAQ notiert wurde.

Im Jahr 2022 erreichte Qiao Mu, der an der Tsinghua-Universität in Physik promovierte, erstmals die kohärente Steuerung zweidimensionaler Ionenkristalle. Er trieb die seit zehn Jahren weltweit nicht durchbrochene Quantensimulation mit Ionenfallen von eindimensionalen Ionenketten auf die zweidimensionale Ebene voran und schuf ein neues Paradigma für Quantencomputing und Quantensimulation mit Ionenfallen. Diese Errungenschaft wurde von den Redakteuren der Zeitschrift „Nature“ als „heroisch“ bewertet.

Angesichts dieses erfolgreichen Durchbruchs blickte Qiao Mu über das Ergebnis hinaus und dachte ausgehend von den Grundprinzipien des Quantencomputings über eine Reihe langfristigerer Fragen nach: Wenn das Ziel nicht darin besteht, das nächste schöne physikalische Experiment durchzuführen, sondern tatsächlich einen nützlichen Quantencomputer zu bauen – wie weit kann diese Technologie dann noch gehen?

Dies veranlasste Qiao Mu schließlich, in die Forschungsgruppe von Antoine Browaeys am französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS) zu wechseln, um dort seine Postdoktorarbeit zu absolvieren, und wechselte entschlossen von der ihm vertrauten Technologie der Ionenfallen zur Technologie neutraler Atome.

Während seiner Postdoktorarbeit plante Qiao Mu ursprünglich, nach seiner Rückkehr nach China weiterhin im Bereich der quantenbezogenen Bildung und Forschung zu arbeiten, ein unabhängiges Labor an einer Hochschule für Grundlagenforschung aufzubauen – und erhielt auch Angebote von Spitzeneinrichtungen wie der Physikalischen Fakultät der Tsinghua-Universität.

Doch die sprunghafte Entwicklung der KI veranlasste Qiao Mu, diese Entscheidung zu überdenken. In der Freizeit während seiner Experimente in Frankreich arbeitete er an einem eigenen Nebenprojekt: Er entwickelte ein eigenes autonomes Forschungs-Agent-System, das auf ein wissenschaftliches Problem abzielt, selbstständig Literatur lesen, Berechnungsexperimente entwerfen, Ergebnisse analysieren und sogar Forschungsberichte erstellen kann.

Anfangs war dies eher ein Versuch aus Interesse. Obwohl KI viele Aufgaben erledigen konnte, erforderte der komplexe Forschungsprozess nach wie vor ständige Eingriffe und Korrekturen durch Forscher.

Mit dem Fähigkeitsanstieg neuer Modelle wie Claude, GPT und DeepSeek stellte Qiao Mu jedoch fest, dass sich die Situation geändert hat. Forschungsaufgaben, die früher häufige manuelle Eingriffe erforderten, können nun kontinuierlich von KI ausgeführt werden. KI kann nicht nur Fachpapiere verstehen, sondern auch Berechnungsprogramme schreiben, experimentelle Ergebnisse analysieren und versuchen, sich bei Problemen selbst zu korrigieren.

Diese Veränderung erweckte bei Qiao Mu eine nie dagewesene Begeisterung.

Qiao Mu tauschte seine Versuche mit Kollegen vom CNRS und Pasqal aus. Allmählich bildete sich eine übereinstimmende Einschätzung heraus: KI kann nicht mehr einfach als Hilfsmittel für die Forschung betrachtet werden – sie beginnt, Aufgaben zu übernehmen, die früher nur Fachforschern vorbehalten waren.

Daraus ergab sich eine grundlegendere Frage: Welche positiven Veränderungen bringt die kontinuierliche schnelle Verbesserung der KI-Forschungsfähigkeit für die personelle Organisationsform der wissenschaftlichen Forschung mit sich?

In der Vergangenheit leiteten Spitzenwissenschaftler Forschungsteams dabei an, Literatur zu lesen, Experimente zu entwerfen, Geräte zu justieren, Daten zu verarbeiten und schließlich Arbeiten zu verfassen. Der Kernprozess der Wissenserzeugung hing stark von der manuellen Arbeit der Forscher ab. Das ähnelte ein wenig den Handwerksbetrieben vor der Erfindung der Dampfmaschine. Die industrielle Revolution veränderte jedoch die gesamte Produktionsweise.

Qiao Mu begann zu glauben, dass die wissenschaftliche Forschung ebenfalls an einem ähnlichen historischen Wendepunkt steht und eine völlig neue Produktionsweise annehmen muss.

Inmitten dieser Veränderung bemerkte Qiao Mu jedoch auch eine deutliche Lücke. Für Mathematik und Programmierung, die hauptsächlich in der digitalen Welt stattfinden, hat KI bereits starke Fähigkeiten zum Schlussfolgern und Ausführen gezeigt – die Physik ist jedoch anders. Sie muss letztendlich der Prüfung in der realen Welt standhalten und sich direkt mit Problemen wie Laserabweichungen, Atomverlusten, experimentellem Rauschen und vielen unvorhersehbaren physikalischen Fragestellungen auseinandersetzen.

KI kann immer besser denken, fehlt es ihr aber noch an einer Hand, die die reale Welt berühren kann.

Was würde passieren, wenn KI nicht nur Papiere lesen und Code schreiben, sondern auch Geräte selbstständig steuern, Experimente durchführen und neue physikalische Gesetze entdecken könnte? Diese Frage wurde zu einem wichtigen Motiv für Qiao Mu, FlipFlop zu gründen.

Qiao Mu möchte nicht nur ein Quantencomputing-Labor mit fortschrittlichen Geräten aufbauen, sondern ein Forschungssystem, das kontinuierlich autonom läuft und sich selbst iterativ verbessert. KI soll die belastende Justierung von Experimenten, Messungen und Datenanalysen übernehmen, während menschliche Forscher sich auf die Formulierung wichtiger Fragen, die Bildung von Urteilen und das Verständnis der Physik konzentrieren können. Maschinen erledigen die belastende Arbeit, Wissenschaftler genießen die Freude am Denken und Entdecken.

Der Wechsel von Ionenfallen zu neutralen Atomen war eine Entscheidung von Qiao Mu für die Technologie-Route des Quantencomputings. Die Entscheidung, vom Wissenschaftler zum Gründer zu wechseln und gemeinsam mit Teammitgliedern wie Ma Xiaobin FlipFlop zu gründen, war eine Entscheidung für eine neue Organisationsform von Forschung und Ingenieurwesen. Hinter beiden Entscheidungen steht stets dasselbe Ziel: Einen wirklich nützlichen Quantencomputer zu bauen.

Aus Sicht von Qiao Mu muss die Entwicklung des Quantencomputings drei Hürden überwinden: „Festhalten können“, „Korrekt korrigieren“ und „Lange stabil laufen“. „Festhalten können“ löst das Problem der Atomskalierung, „Korrekt korrigieren“ löst das Problem der effektiven Rechenleistung, „Lange stabil laufen“ löst das Problem der Industrialisierung.

Festhalten können: Von einem Atom zu tausend Atomen

In der Entwicklungsgeschichte des Quantencomputings mit neutralen Atomen ist das Jahr 2016 ein wichtiger Meilenstein. In diesem Jahr veröffentlichten das Browaeys-Team des französischen CNRS und das Lukin-Team der Harvard-Universität fast gleichzeitig in der Zeitschrift „Science“ einen Durchbruch in der Technologie zur Umgruppierung von Atomen.

Es ist nicht einfach, Atome einzeln an die gewünschte Stelle zu platzieren. Die optische Pinzette ist eine effektive Methode zur Steuerung einzelner Atome. Bisher war die Position von Atomen, die direkt mit optischen Pinzetten eingefangen wurden, zufällig, und es war schwer, ein vollständiges, fehlerfreies Array zu bilden. Durch die Umgruppierung von Atomen können Forscher zuerst die Position der Atome erkennen und sie dann mit optischen Pinzetten an die vorgesehene Stelle transportieren. Auf diese Weise kann das Atom-Array frei in verschiedenen Formen angeordnet werden.

Um es mit Go zu vergleichen: Das ist wie der Wechsel von dem zufälligen Ausstreuen von Spielsteinen hin zum Spielen einer beliebigen Partie.

Diese scheinbar unbedeutende Veränderung leitete offiziell die Phase der Skalierung des Quantencomputings mit neutralen Atomen ein. In den folgenden zehn Jahren erlebten das Quantencomputing und die Quantensimulation mit neutralen Atomen einen Boom, und die Anzahl der steuerbaren Atome in Experimenten stieg von einigen Dutzend auf mehrere Tausend. Die Technologie neutraler Atome wurde zudem zu einer der drei wichtigsten Routen für das Quantencomputing weltweit.

Qiao Mu trat später genau dem Browaeys-Team bei, das diesen Durchbruch erzielt hatte. Während seiner Zeit in Frankreich war er tief in die Gestaltung und den Aufbau einer neuen Generation von Experimentierplattformen für neutrale Atome eingebunden und erforschte vielfältigere Wechselwirkungen zwischen Atomen und komplexe physikalische Phänomene in Quantensystemen mit vielen Teilchen.

Im Jahr 2025 veröffentlichte er als Erstautor und Korrespondenzautor eine Studie in der Zeitschrift „Nature“ über die Realisierung dotierter Quantenantiferromagneten unter Verwendung von Rydberg-Atom-Arrays, die eine neue experimentelle Plattform zur Erforschung der stark korrelierten Physik im Zusammenhang mit Hochtemperatur-Supraleitern bietet. Von zweidimensionalen Ionenkristallen bis zu rekonfigurierbaren Arrays neutraler Atome war Qiao Mu an Spitzenexperimenten in zwei Quantencomputing-Systemen beteiligt und erlebte die rasante Entwicklung der Technologie neutraler Atome.

Doch der Durchbruch bei der Anzahl der Atome ist nur der erste Schritt. Tausend Atome festhalten zu können, bedeutet nicht, dass man tausend wirklich nutzbare Qubits hat. Daraus ergibt sich die zweite Hürde.

Korrekt korrigieren: Vom Wettbewerb um die Anzahl der Qubits zum Wettbewerb um die effektive Rechenleistung

Die heutige Quantencomputing-Branche ähnelt ein wenig der frühen Computerindustrie. Man vergleicht leicht, wie viele Transistoren ein Chip hat und wie viele Kerne er besitzt – aber was Nutzer wirklich interessiert, ist, wie viele Aufgaben dieser Computer tatsächlich erledigen kann. Das Quantencomputing bildet hier keine Ausnahme.

Quantenzustände sind sehr empfindlich. Selbst wenn die Fehlerwahrscheinlichkeit bei einem einzelnen Vorgang sehr gering ist, sammeln sich die Fehler mit zunehmender Anzahl von Rechenschritten stetig an. Daher müssen Forscher mehrere physikalische Qubits verwenden, um ein geschütztes logisches Qubits gemeinsam zu kodieren, und durch Quantenfehlerkorrektur die Fehler im Rechenprozess kontinuierlich erkennen und korrigieren.

Das Problem liegt darin, dass die Fehlerkorrektur selbst auch viele Ressourcen verbraucht. Wenn zum Schutz eines logischen Qubits Hunderte oder Tausende physikalischer Qubits erforderlich sind, dann könnten die tatsächlich für Berechnungen nutzbaren logischen Qubits auch dann noch sehr begrenzt sein, wenn eines Tages Quantencomputer mit einer Million physikalischer Qubits gebaut werden.

Daher reicht es in der nächsten Wettbewerbsphase bei weitem nicht aus, nur mehr physikalische Qubits zu stapeln. Wer mit weniger physikalischen Ressourcen mehr und zuverlässigere logische Operationen durchführen kann, wird der wahre Gewinner im Zeitalter des fehlertoleranten Quantencomputings (FTQC) sein.

Qiao Mu ist der Ansicht, dass dies genau die zweite technische Explosion bei der Technologie neutraler Atome auslösen könnte.

Im Gegensatz zu vielen Hardwarearchitekturen, die auf Wechselwirkungen zwischen benachbarten Teilchen beschränkt sind, können neutrale Atome nicht nur groß angelegte Arrays bilden, sondern auch durch die Bewegung von Atomen