In der Quantenforschung zählt oft der nächste kleine Schritt mehr als der große Sprung. Genau darin sieht Heike Riel eine Verbindung zu Innovationsteams und Ingenieurgruppen. Die IBM-Forscherin und Physikerin erläutert, wie aus Prototypen für Quantencomputer Innovation entsteht – und welche Prinzipien sich auf technische Entwicklung übertragen lassen. Ihr Gespräch steht im Mittelpunkt des Artikels „Was Innovationsteams vom Quantencomputer lernen können“ von Annegret Handel-Kempf, erschienen am 7. Oktober 2026; die Lesezeit beträgt etwa 6 Minuten.

Heute ist der 7.10.2026. Am Ort FAU Erlangen-Nürnberg wirkt das Thema nicht wie ferne Zukunftsmusik: Riel, die seit April 2026 Präsidentin der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) ist, verbindet Grundlagenforschung, Großforschung und praktische Entwicklungsarbeit. Im Mittelpunkt stehen Bildungspolitik, Entwicklung, Innovation und Quantentechnik. Das Foto zur Veröffentlichung trägt den Bildnachweis DPG / Heupel, 2024.

Vom Prototyp zur tragfähigen Idee

Quantencomputer könnten komplexe Probleme schneller und effizienter als klassische Computer lösen. Der Weg dorthin ist allerdings kein Spaziergang. In den vergangenen Jahren gab es Fortschritte bei der Entwicklung universeller, fehlertoleranter Quantencomputer, doch Qubits bleiben sehr störanfällig. Ihre stabile Kopplung technisch hinzubekommen, ist anspruchsvoll – und manchmal vermutlich eine Geduldsprobe mit sehr kleinen, sehr empfindlichen Bauteilen.

Zu den zentralen Herausforderungen gehören Fehlerminderung und Fehlerkorrektur, die Skalierbarkeit, die notwendige Kühlung und der Aufbau der erforderlichen Infrastruktur. Genau solche Bedingungen machen Prototypen wertvoll: Sie zeigen nicht nur, was funktioniert, sondern auch, wo ein Ansatz noch hakt. Für Innovationsteams bedeutet das, Versuche nicht bloß als Vorstufe zum fertigen Produkt zu betrachten. Ein Prototyp liefert Rückmeldungen, bringt unterschiedliche Fachrichtungen an einen Tisch und zwingt dazu, Annahmen früh zu überprüfen.

Riels Blick darauf ist durch ihre eigene Laufbahn geprägt. Heike E. Riel, geboren am 6. Februar 1971 in Nürnberg, ist deutsche Physikerin und IBM Fellow. Sie arbeitet zu Quantencomputing, zur Physik künstlicher Intelligenz, zu Nanowissenschaften und Nanotechnologie. Bevor sie Physik an den Universitäten Erlangen-Nürnberg und Bayreuth studierte und dort 2003 promovierte, war sie gelernte Möbeltischlerin. Das ist kein gewöhnlicher Lebenslauf für eine Spitzenforscherin – und gerade deshalb bleibt er im Gedächtnis.

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Physik, Displays und ein langer Atem

1998 wechselte Riel nach einer Tätigkeit am Hewlett-Packard-Forschungslabor in Palo Alto zum IBM-Forschungslabor Rüschlikon. Ihre Dissertation behandelte die Optimierung mehrschichtiger OLED-Systeme. Nach der Promotion wurde sie festes Mitglied des IBM-Forschungslabors; seit 2008 leitet sie dort die Nanoscale Electronics Group. 2011 erwarb sie zusätzlich einen MBA-Abschluss an der Henley Business School.

Ein frühes Beispiel für die Verbindung von Forschung und Anwendung war ein 20-Zoll-Farbflachbildschirm mit AMOLED-Technologie, den Riel 2003 bei IBM Research gemeinsam mit Chi Mei Optoelectronics und International Display Technology demonstrierte. Der Bildschirm basierte auf einer Matrix aus Dünnfilmtransistoren aus amorphem Silizium. AMOLEDs zeichneten sich durch geringen Energieverbrauch und kostengünstige Herstellung aus und wurden später in Smartphones und Tablet-Computern eingesetzt. Riel entwickelte dafür energieeffiziente und langlebige OLEDs sowie eine OLED-Architektur mit optimierter Lichtauskopplung.

Für Beiträge zur Entwicklung von OLEDs als konkurrenzfähiger Flachbildschirmtechnologie erhielt sie 2005 den Preis für Angewandte Physik der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft. Schon 2003 hatte das MIT Technology Review sie in seine Auswahl der 100 bedeutendsten Nachwuchswissenschaftler aufgenommen. 2012 folgte ein Preis der Schweizerischen Vereinigung der Ingenieurinnen.

Später wandte sie sich weiteren Feldern der Nanotechnologie zu, darunter Halbleiter-Nanodrähten für Tunnel-Feldeffekttransistoren als mögliche Nach-CMOS-Technologie und der molekularen Elektronik. 2013 wurde Riel zum IBM Fellow ernannt. Bis dahin hatte sie zwölf IBM-Preise erhalten und 27 Patente gehalten. Eine Humboldt-Professur in München nahm sie ebenfalls 2013 nicht an, weil sie zum IBM Fellow ernannt worden war.

Eine Physikerin an der Spitze der DPG

Riel ist Mitglied der Deutschen und der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft sowie des IEEE. 2015 wurde sie in die Leopoldina aufgenommen und erhielt im selben Jahr die Ehrendoktorwürde der Universität Lund. 2020 wurde sie Fellow der American Physical Society. Für 2022 wurde ihr der IEEE Andrew S. Grove Award zugesprochen; ebenfalls 2022 wurde sie in die National Academy of Engineering gewählt. 2023 kam die Mitgliedschaft in der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften, acatech, hinzu.

Im November 2024 wurde Riel zur nächsten Präsidentin der Deutschen Physikalischen Gesellschaft gewählt. Ihre zweijährige Amtszeit sollte im April 2026 beginnen und begann damit in dem Jahr, in dem der VDI-Nachrichten-Artikel erscheint. Nach Johanna Stachel, deren Amtszeit von 2012 bis 2014 dauerte, ist Riel die zweite Frau in der über 180-jährigen Geschichte der DPG, die dieses Amt übernimmt. Wissenschaftspolitik und Forschungspraxis liegen bei ihr also ziemlich dicht beieinander.

Für Innovationsteams steckt darin ein eher bodenständiger Hinweis: Fortschritt entsteht selten aus einer einzigen genialen Eingebung. Er wächst aus unterschiedlichen Erfahrungen, aus hartnäckigem Testen und aus der Bereitschaft, einen Plan zu ändern, wenn die Technik nicht mitspielt. Das klingt simpel. Im Labor ist es das meistens nicht.

Was Quantenforschung für andere Teams bereithält

Die Fraunhofer-Institute arbeiten unter anderem an Quantensimulationen in Material- und Naturwissenschaften, an Anforderungen an leistungsfähige und zuverlässige Hardware sowie an Quantenalgorithmen für industrielle Anwendungen. Mögliche Einsatzbereiche reichen von der Entwicklung neuer Materialien über die Optimierung von Logistik und Verkehrsplanung bis zur schnelleren Entwicklung von Medikamenten auf Molekülebene. Auch neue Anwendungen im Finanzwesen werden genannt.

Für Ingenieurteams heißt das: Hardware, Algorithmen und Anwendung dürfen nicht getrennt voneinander gedacht werden. Ein leistungsfähiger Rechner allein löst noch kein Verkehrsproblem, entwickelt kein Medikament und findet kein neues Material. Erst das Zusammenspiel macht aus einer technischen Möglichkeit ein nutzbares Verfahren. In Verbindung mit maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz werden weitere Fortschritte erwartet – ein Feld, mit dem Riel durch ihre Forschungsgebiete ebenfalls verbunden ist.

Der Blick auf Quantencomputer ist deshalb doppelt: nach vorn, zu neuen Rechenverfahren, aber auch zurück auf die ganz praktische Arbeit am Prototypen. Fehler suchen. Grenzen messen. Noch einmal bauen. Und dann feststellen, dass die nächste Version wieder ganz andere Probleme mitbringt.