Quantencomputer: DLR fördert Ionenfallen-Projekte mit 208 Millionen Euro
Mit den Aufträgen an fünf Unternehmen in Deutschland soll Quantencomputing einen Schub bekommen. Ionenfallen-Systeme zielen auf universelle Rechenoperationen.
(Bild: Bartlomiej K. Wroblewski / Shutterstock.com)
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat fünf Aufträge für die Entwicklung von Quantenrechnern auf der Basis von Ionenfallen mit einem Gesamtvolumen von 208 Millionen Euro vergeben. Das Geld geht an die Firmen eleQtron, NXP Semiconductors Germany, Parity Quantum Computing Germany, Qudora Technologies und Universal Quantum Deutschland. Sie sollen damit innerhalb von vier Jahren prototypische Quantencomputer bauen.
Geladene Atome als Informationsträger
Quantenrechner nutzen die Gesetze der Quantenmechanik zur Beschleunigung von Rechenoperationen. Sie haben das Potenzial, Probleme in wichtigen Anwendungen zu lösen, für die heutige Supercomputer jahrelang rechnen müssen. Ihre Quantenbits (Qubits) können die Zustände 0 und 1 gleichzeitig einnehmen – also nicht nur nacheinander wie bei klassischen Computern.
Realisiert werden können Quantenrechner auf verschiedenen Wegen. Als eine vielversprechende Möglichkeit gelten Ionenfallen. Dabei werden elektrisch geladene Atome (Ionen) als Informationsträger benutzt und durch elektromagnetische Felder an einem Ort festgehalten. Ein Laser sowie Radio- oder Mikrowellen können den Zustand der Teilchen dann gezielt verändern.
Mindestens 50 funktionsfähige Qubits auf einem Chip
In einem ersten Projekt sollen NXP, eleQtron und Parity Quantum Computing als Konsortium einen Demonstrator mit zehn Qubits liefern, teilt das DLR mit. Der Betriebsbeginn ist für Ende 2023 geplant. Zwei weitere geförderte Initiativen beinhalten den Bau von prototypischen Quantencomputern mit mindestens 50 voll funktionsfähigen Qubits auf einem skalierbaren Chip. Universal Quantum und das Konsortium Qudora/NXP sollen dafür je eigene Systeme entwickeln. Ein Fokus liegt hier darauf, dass der Chip perspektivisch fehlerkorrigierbar ist.
In zwei weiteren Projekten sollen modulare, skalierbare Quantencomputer auf Ionenfallen-Basis entstehen. Vorgesehen ist, mehrere Chips dabei zu einer universellen Quantencomputer-Architektur zu vernetzen. Jedes Modul soll dabei als eigener kleiner Quantenprozessor mit je zehn Qubits fungieren. Diese Struktur könnte so später auf viele Chips mit tausenden von Qubits anwachsen.
Das DLR unterstützt im Rahmen seiner Quantencomputing-Initiative, für die das Bundeswirtschaftsministerium insgesamt 740 Millionen Euro zur Verfügung stellt, parallel verschiedene Technologieansätze und bringt die eigenen Fähigkeiten und Fragestellungen in Forschung und Entwicklung ein. Weitere Fördergelder kommen hierzulande vor allem vom Bundesforschungsministerium: Dieses hat voriges Jahr etwa 17,7 Millionen Euro für das Projekt "Photonisch-Integrierter Quantencomputer" (QPIC-1) freigegeben.
(tiw)
