Aus dem Forschungslabor Folge 41

Quantencomputer made in Germany

von Lars Nitsch

Der Bau eines kompletten Quantenrechners basierend auf Technologie aus Deutschland – das ist das Ziel des Verbundprojekts QSolid mit einem Budget von 76,3 Millionen Euro für die nächsten fünf Jahre, das kürzlich startete und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Der Fokus liegt dabei auf Quantenbits – kurz Qubits – sehr hoher Qualität, die eine geringe Fehlerrate aufweisen.

Aus IT-Administrator 05/2022

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Insgesamt 25 deutsche Unternehmen und Forschungseinrichtungen haben sich im Verbundprojekt QSolid zusammengeschlossen. Das Konsortium ist das größte dieser Art in Deutschland und wird vom Forschungszentrum Jülich koordiniert.

Gemeinsam wollen die Partner ein umfassendes Ökosystem für einen Demonstrator auf Basis supraleitender Qubits entwickeln, der über die Jülicher Quantencomputer- Infrastruktur JUNIQ externen Nutzern zugänglich gemacht und auf deren Bedürfnisse zugeschnitten werden soll.

Quantencomputer mit vielfältigen CPUs

Vorgesehen ist ein System, das verschiedene Quantenprozessoren enthält, die auf supraleitenden Schaltkreisen mit reduzierter Fehlerrate beruhen. Der Ansatz gilt als weltweit führend und wird unter anderem auch von Google, IBM und Intel verfolgt. Die Multiprozessor-Maschine am Forschungszentrum Jülich soll mindestens drei unterschiedliche Quantenchips parallel betreiben: ein "Moonshot-System", dessen Rechenleistung die klassischer Superrechner übertrifft, ein anwendungsspezifisch designtes System, das bereits für industriell nützliche Quantenberechnungen geeignet ist, sowie eine Benchmarking- Plattform, die vorrangig auf die Entwicklung digitaler Zwillinge und industrieller Standards ausgerichtet ist.

Der Fokus des Projekts liegt auf der Verbesserung der Qualität der Quantenbits, die QSolid vorantreiben will. Die Fehleranfälligkeit der Qubits gilt als Knackpunkt bei der Entwicklung von Quantencomputern. Die Quantenzustände, die zur Speicherung der Quanteninformation genutzt werden, reagieren sehr empfindlich auf äußere Einflüsse. Oftmals werden sie gestört, bevor alle Rechenoperationen abgeschlossen sind.

"Die Optimierungen, die uns vorschweben, fangen bei besonders fehlerarmen supraleitenden Schaltungen an, die wir unter anderem durch hochpräzise Fertigungsmethoden und neue Materialsysteme erreichen wollen.

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