Booster für die Quantencomputer-Entwicklung im Verbund Neues vom Bundesforschungsministerium gefördertes Projekt ATIQ mit einem Gesamtvolumen von 44,5 Millionen Euro
Quantencomputer versprechen ungekannte Rechenpower für Anwendungen, an denen klassische, auf Nullen und Einsen beruhende Rechner prinzipiell scheitern. Existierende Prototypen konnten bisher aber vor allem bei konstruierten Fragestellungen beeindrucken. Im Projekt ATIQ entwickeln 25 Partner nun Quantencomputer-Demonstratoren, die gemeinsam mit künftigen Anwendern realisiert werden. Dabei gehen die Partner große technische Herausforderungen an, die bis jetzt einem Dauerbetrieb und zuverlässigen Rechenoperationen im Wege stehen. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt mit insgesamt 37,4 Millionen Euro.
Das Ziel von ATIQ: Innerhalb von 30 Monaten eine erste Generation von zuverlässigen, anwenderfreundlichen und rund um die Uhr verfügbaren Quantencomputer-Demonstratoren auf Basis der Ionenfallen-Technologie entwickeln. Dazu haben sich die führenden Gruppen der Ionenfallenforschung an den Universitäten in Braunschweig/Hannover, Siegen und Mainz mit Forschungseinrichtungen und Industriepartnern zusammengeschlossen. „Wir wollen gemeinsam den nächsten großen Schritt machen. ATIQ soll der Kristallisationspunkt für ein deutsches Ökosystem der Ionenfallen-Quantentechnologie sein, das Industrie und Wissenschaft zusammenbringt und zu einer Reihe von relevanten kommerziellen Verwertungen führt“, fasst Projektkoordinator Professor Christian Ospelkaus von der Leibniz Universität Hannover und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig die Motivation zusammen.
Robuste und skalierbare Quantenhardware
ATIQ birgt ein enormes wirtschaftliches und wissenschaftliches Erfolgspotenzial. Das Quantencomputing eröffnet vollkommen neue Möglichkeiten und es besteht ein dringender Bedarf, robuste und skalierbare Quantenhardware zur Verfügung zu stellen. In ATIQ entwickeln die Forschenden Quantenprozessoren optimiert für Anwendungen beispielsweise in der Quantenchemie oder dem Finanzwesen. Neuartige chemische Substanzen und Reaktionen könnten dann auf Quantencomputern entworfen werden oder neue Wege in der Kreditrisikobewertung beschritten werden.
Die Ionenfallen-Technologie gilt zwar als einer der zwei vielversprechendsten Wege zum Quantencomputer. Allerdings sind derzeitige Systeme komplexe Labormaschinen, kontinuierlich gewartet und kalibriert durch hochqualifiziertes Personal. Als externe Nutzer*in Quantenalgorithmen ohne ständige Überwachung durch Fachleute auszuführen, wird nur mit zuverlässigeren Komponenten möglich sein. Die ATIQ-Partner wollen dazu die Ansteuerung der Prozessoren mit elektronischen und optischen Signalen und das Zusammenspiel mit herkömmlichen Superrechnern auf eine neue Stufe heben. Die Stärke des Konsortiums ist dabei nicht nur ihr weltweit führendes Wissen als Entwickler der Ionenfallentechnologie und der Grundlagen, sondern auch die Zusammenarbeit bereits bestehender Netzwerke, wie beispielsweise im Rahmen des Quantum Valley Lower Saxony.
„Wir freuen uns, mit unseren Enabling Technologies zur Entwicklung von Quantencomputern beitragen zu können. Mit dem Forschungszentrum LENA und dem Epitaxy Competence Center ec² können die drei beteiligten Institute der TU Braunschweig (Institut für Halbleitertechnik, Institut für Elektrische Messtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik, Institut für CMOS Design) dabei auf eine exzellente Infrastruktur zurückgreifen“, sagt Professor Andreas Waag, Sprecher des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA) der TU Braunschweig
Über das Projekt
Das Verbundprojekt „ATIQ – Quantencomputer mit gespeicherten Ionen für Anwendungen“ ist Teil der BMBF-Fördermaßnahme „Quantencomputer-Demonstrationsaufbauten“. Projektlaufzeit ist vom 1. Dezember 2021 bis zum 30. November 2026. Vom Projektvolumen von 44,5 Millionen Euro (BMBF-Fördersumme von 37,4 Millionen plus Eigenanteil der beteiligten Unternehmen) gehen anteilig 3,2 Millionen Euro an die TU Braunschweig.
Insgesamt haben sich in dem Verbund 25 Partner zusammengeschlossen. Neben der koordinierenden Leibniz Universität Hannover sind zudem die Forschungseinrichtungen Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Universität Siegen, RWTH Aachen, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, sowie die Unternehmen AMO GmbH, AKKA Industry Consulting GmbH, Black Semiconductor GmbH, eleQtron GmbH, FiberBridge Photonics GmbH, Infineon Technologies AG, JoS QUANTUM GmbH, LPKF Laser & Electronics AG, Parity Quantum Computing Germany GmbH, QUARTIQ GmbH, Qubig GmbH und die TOPTICA Photonics AG. Assoziierte Partner sind AQT Germany GmbH, Boehringer Ingelheim, Covestro AG, DLR-SI, Volkswagen AG und QUDORA Technologies GmbH.
