Aufstrebende Technologien 2026 - von Schweinezellen über mRNA zu Qubits

Sieben Technologien werden für 2026 lanciert - im Wissenschaftsmagazin Nature. Das reicht von Quantencomputing über mRNA-Therapeutika bis zu künstlicher Intelligenz für Klimaberechnungen. Ich habe den Text stark gerafft. Man möge mir Ungenauigkeiten verzeihen. Und die wenig wissenschaftlichen Anmerkungen.

Viel Wetterstoff schnell modellieren | viel Strom aus kleinen Kernkraftwerken

Meteorologie sollte ein idealer Bereich für KI sein, heißt es in dem Artikel. Unmengen an Daten stehen zur Verfügung, Viel Stoff, der ausgewertet werden kann. Und da wird es schon schwieirg: Denn genau die Auswertung ist sehr rechenintensiv, kostet Zeit. Das können KI-Modelle natürlich viel schneller. Etwa das Pangu-Weather von Huawei. Lokale Wettervorhersagen könnten beschleunigt werden, Sturmverfolgung und globale Klimamodellierung.

Da frage ich mich, warum denn nicht bereits mit KI gearbeitet wird, etwa bei den lokalen Prognosen: Mir wird schon eine Woche lang immer wieder Schnee versprochen ... und immer wieder verschoben, zuletzt gar durch Regen ersetzt.

Und kommen die großen Klimaprognosen nicht schon jahrzehntelang sehr vollmundig daher?

Wo bleibt der Schnee, der laut Vorhersage kommen soll? Quelle: eigene Aufnahme

Immer wieder hört man, allerdings sehr verhalten, dass die Kernkraft der nächsten Generation erforscht wird.

Denn je mehr KI, umso höher der Stromverbrauch. Wobei, darüber habe ich vor kurzem berichtet, mit KI in großen Rechenanlagen Strom eingespart werden kann. Doch das nur am Rande.

In Trondheim etwa, an der Norwegischen Universität, arbeiten Wissenschaftler an kleinen modularen Reaktoren (SMR) – Kernkraftwerke, die bis zu 500 Megawatt Strom produzieren. Das reiche aus, um Hunderttausende von Haushalten mit Strom zu versorgen.

Russland und China verfügen bereits über aktive SMR, weltweit gibt es mindestens 100 Forschungsprojekte. Deutschland will 2 Milliarden Euro bis 2029 investieren. Sibylle Günter vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching merkt an, dass es noch 20 Jahre dauern kann, bis die ersten kommerziellen Reaktoren in Betrieb gehen.

Schweinezellen transplantieren und Gehirn umfassend kartieren

Die Xenotransplantation, also  das Übertragen von tierischem Gewebe (von eng verwandten Tieren) auf den Menschen., erfährt einen neuen Schub, heißt es in Nature. Und zwar durch CRISPR, die Genomschere.

Ein Beispiel sind Schweinezellen. Die beinhalten ein Kohlenhydrat, das eine starke Immunreaktion beim Menschen auslöst. Mithilfe von CRISPR/CAS9 kann das Genom, die Erbinformationen, verändert werden und die Abstoßung eliminiert. Kombiniert wie üblich mit Immunsuppressiva. Bei der ersten derartigen Transplantation 2024 überlebte der Patient 52 Tage und starb dann an Herzproblemen. Nachfolgende Patienten blieben über acht Monate stabil.

Auch die lichtmikroskopische Kartierung des Gehirns (von Säugetieren) schreite voran. Elektronenmikroskope bilden Details im molekularen Maßstab präzise ab. Mithin auch die labyrinthartigen Schaltkreise des Gehirns. Allerdings müssen die ermittelten Daten auch präzise dargestellt werden. Daran hapert es noch.

Bei einem Verfahren konnten Forscher mit proteinspezifischen Markern Details einer Zelle im Nanobereich sichtbar machen. Aber nur etwa ein Prozent der Zellen seien rekonstruiert worden.

Aufstrebende Technologien 2026

Bei einem anderen aktuellen Ansatz werden Mausneuronen genetisch so verändert, dass Protein-Epitope – sie lösen eine Immunreaktion aus – genetische Informationen in Proteine umwandeln. So weist jede Zelle einen Barcode auf, der entschlüsselt werden kann. Mit 18 Epitopen konnten etwa 262.000 Barcodes aufgelöst werden.

Es wäre möglich, das Netzwerk im gesamten Mausgehirn zu kartieren, sagen die Wissenschaftler. Die Handhabung müsse jedoch effizienter werden, die Bildgebung schneller.

mRNA - ein Dauerbrenner, nun auch in der Krebstherapie

Messenger-RNA – wir erinnern uns gut – kam in die klinische Praxis während der COVID-19-Pandemie. Die daraus entwickelten Impfstoffe sollen mindestens 2,5 Millionen Menschenleben gerettet haben. Im Kästchen eine kurze Erklärung, zumindest der Versuch, angelehnt an die anschaulichen Erläuterungen der Merck-Gruppe: Was ist mRNA?

Tatsächlich sind mRNA-basierte Impfstoffe und Therapien einfach und kostengünstig zu entwickeln und herzustellen. Und sie bleiben nur kurz im Körper.

Nun sind die Impfstoffe auch vielversprechend für die Krebstherapie.

mRNA ist sozusagen ein Zellbote. Seine Aufgabe: Von der DNA Anweisungen an die Proteinherstellung in den Zellen übermitteln. Die Proteine wiederum sind zuständig für lebenswichtige Aufgaben, sei es die Versorgung des Körpers mit Sauerstoff oder ein funktionierendes Immunsystem.

Die DNA enthält den Bauplan, alle Aufträge an den Körper, kann aber den Zellkern nicht verlassen. Ist nun ein bestimmtes Protein erforderlich, wird ein Abschnitt dieses Bauplans in mRNA umgeschrieben. Der Bote verlässt den Zellkern und begibt sich in die Proteinfabrik (Ribosom).

Das mRNA gibt dem Ribosom das Rezept, mit dem es die Aminosäuren – die Bausteine des Proteins – zusammenfügen soll. Sie übernehmen nun die vielfältigen Aufgaben, damit der Körper reibungslos funktioniert.

Eine Aufgabe der Proteine ist es, Eindringlinge wie Viren und Bakterien zu erkennen und zu neutralisieren.

Während der Covid-Pandemie wurden mRNA-Impfstoffe entwickelt: Die Zellen hatten die Anweisung, einen harmlosen Teil des Virus zu produzieren. Und damit das Immunsystem zu aktivieren. (Merck-Gruppe: Was ist mRNA?)

Im Februar 2025 wies ein US-Forscherteam nach, dass maßgeschneiderte mRNA-Impfstoffe das Überleben von Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs um Jahre verlängern kann. Unter Verwendung von tumorspezifischen Antigenen (Proteine, andere Moleküle), die nur auf Krebszellen vorkommen.

Am Cancer Center in Houston haben Onkologen rückwirkend Daten von 180 Krebspatienten analysiert: Diejenigen, die bei der Antitumor-Immuntherapie einen mRNA-basierten COVID-19-Impfstoff erhalten hatten, überlebten fast doppelt so lange wie die ohne den Impfstoff.

Extremes Messen der Himmelsobjekte und Expeditionen in ungeahnte Tiefen

Wissenschaftler entdecken Grenzen, um sie zu überschreiten, heißt es. Erforschen Extreme. So das Vera C. Rubin Observatorium in den chilenischen Anden. Das Planetarium wird über zehn Jahre lang etwa 800 Mal Messungen von jedem Punkt des südlichen Himmels sammeln.

Verwendet wird ein innovativer Multi-Spiegel und eine riesigen 3,2-Gigapixel-Digitalkamera, um einen Scan von Himmelsobjekten und deren Veränderungen im Laufe der Zeit zu liefern. „Wir werden mehr Himmelsobjekte katalogisieren, als es Menschen auf der Erde gibt, und für jedes einzelne davon werden wir viele Parameter messen“, sagt Željko Ivezić, Astrophysiker an der University of Washington in Seattle.

Die Astronomen vermessen Asteroiden, die eine potenzielle Bedrohung für die Erde darstellen. Wollen die Existenz der ‚dunklen Materie‘ nachweisen oder widerlegen. Das sind nur einige Vorhaben.

Weitere aufstrebende Technologien 2026

Haibin Zhang, Meeresbiologe aus Sanya in China, wiederum erforscht das Leben in der Hadalzone des Ozeans. Diese Region liegt etwa sechs Kilometer unter dem Meeresspiegel und beherbergt vielfältige, äußerst seltsame Organismen. Bemannte Missionen in diese Tiefe sind schwierig. Biologische Proben werden durch Schleppnetz am Meeresboden gesammelt, doch die Tiere leben dann nicht mehr.

Zhang hat Expeditionen mit einem innovativen Tauchboot unternommen: Fendouzhe (Streber) wurde aus einer haltbaren, druckfesten Titanlegierung gebaut. Ein hochentwickelter Arm entnimmt in 10 Kilometer Tiefe Proben. Zhang hat bereits den Grund des Marianengrabens, dem tiefsten Punkt des Ozeans, besucht. Sein Team untersucht derzeit die übrigen Tiefen der Hadalzone der Erde.

Fehlersichere Qubits und KIT-Forschung zu Quantentechnologie

Diese optische Schnittstelle für einen Quantenspeicher wird ein essenzieller Bestandteil von künftigen Quantennetzwerken sein. Der erste Teil eines solchen Netzwerks wurde Anfang 2025 am KIT gebaut. (Foto: Markus Breig, KIT)

Mit Quantencomputing können komplexe wissenschaftliche Phänomene simuliert werden, so, wie das herkömmliche Computer nicht ermöglichen. Das Problem: Sie schaffen es nicht in die Praxis. Ein großes Hindernis ist die Fehlerprüfung. Normale Computer nutzen redundante digitale Bits, um die Genauigkeit ihrer Daten zu bewerten. Doch die Daten von Quantencomputern können nicht direkt kopiert werden. Und will man ein „Qubit” messen, zerstört man dessen Quantenzustand.

2023 gab es von Google die erste erfolgreiche Demonstration eines fehlersicheren logischen Qubits. Allerdings ‚lebten‘ die Qubits nicht lange. Strategien sollen deren Lebensdauer verlängern.

Neuere Quantensysteme werden mit Supraleitern gebaut. Supraleiter transportieren elektrischen Strom ohne Widerstand, also verlustfrei. Nun gibt es einen Ansatz, bei dem die Qubits durch neutrale Atome bereitgestellt werden. Sie seien zwar langsamer als Supraleiter, ließen sich aber leichter in großem Maßstab zusammenbauen und manipulieren. Sie sollen nun praxistauglicher werden.

Dann allerdings beginnt die eigentliche Arbeit: Herausfinden, was Quantencomputer wirklich leisten können und wo sie bestehende Technologien übertreffen.

Hier findest du den kompletten Artikel aus dem Nature als PDF

Interessiert dich die Quantentechnologie. Hier findest du einen Beitrag des KIT, Karlsruher Institut für Technologie, Die Forschung zur Quantentechnologie deckt dort ein breites Spektrum ab – von der Grundlagenforschung an Quantenmaterialien bis hin zur Entwicklung und Realisierung anwendungsorientierter Systeme für Zukunftstechnologien: Quantenmaterialien und deren Integration in funktionale Bauelemente oder hybride Quantenarchitekturen.