Startups aus NRW ent­wi­ckeln Quan­ten­com­pu­ter auf Ba­sis von Io­nen­fal­len und integrierter Photonik

Im Rahmen der DLR Quanteninitiative wurden Startups zwei Quantencomputer Hersteller aus Nordrhein-Westfalen, EleQtron und Universal Quantum, mit dem Bau eines Quantencomputers auf Basis von Ionenfallen beauftragt. Zusammen mit weiteren Partnern aus der Bundesrepublik wird so die Kommerzialisierung der Zukunftstechnologie weiter vorangetrieben.

„Für die Realisierung von Qubits auf Basis von Ionenfallen vergibt das DLR Aufträge für fünf Projekte im Rahmen seiner Quantencomputing-Initiative. Dieser Technologieansatz gilt als vielversprechend und soll nun gezielt weiter vorangetrieben werden. Damit gehen wir einen weiteren Schritt in Richtung eines programmierbaren, fehlertoleranten Quantencomputers“, sagt Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR. „Durch die enge Zusammenarbeit von Wirtschaft und Wissenschaft entstehen Synergien, die das Ökosystem Quantencomputing stärken und damit auch Start-ups neue Möglichkeiten eröffnen.“

Die Aufträge haben ein Gesamtvolumen von 208,5 Millionen Euro. Die sukzessive Entwicklung der Systeme läuft in mehreren Phasen. „Zum Ende der Projekte werden Quantencomputer basierend auf Ionenfallen-Technologie mit mindestens 50 Qubits bereitstehen. Gleichzeitig werden modulare Systeme aufgebaut, die erweiterbar Richtung tausender Qubits sind“, sagt Dr. Robert Axmann, Leiter der DLR Quantencomputing-Initiative. „Das akademische und wirtschaftliche Umfeld in unseren Innovationszentren ist optimal zur Weiterentwicklung.“

Doch nicht nur im Bereich der Ionenfallen-Quantencomputer spielt Nordrhein-Westfalen an der Spitze der Technologieentwicklung eine wichtige Rolle. Auch mit Licht kann man rechnen. Lichtteilchen zu Rechenbausteinen machen: Das gilt als eine vielversprechende Möglichkeit, um einen Quantencomputer zu bauen. Allerdings sind Quantenprozessoren, die auf Lichtteilchen (den „Photonen“) basieren, im Vergleich zu anderen Plattformen noch weniger weit fortgeschritten. Um die Forschung voranzutreiben und das Potenzial von photonischen Systemen zu entwickeln, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) jetzt einen Auftrag über 14 Millionen Euro vergeben: Das Start-up QuiX Quantum realisiert innerhalb von vier Jahren prototypische photonische Quantencomputer. Die Auftragsvergabe läuft ebenfalls im Rahmen der DLR Quantencomputing-Initiative. 

Als Teil des Konsortiums unterstützt das Startup Pixel Photonics, Preisträger des diesjährigen NRW Innovationspreises, die Entwicklung des photonischen Quantencomputers durch Zulieferung hochspezialisierter Quantensensoren.

Schnelle Berechnungen mit Quantenbits

Quantencomputer sind eine wichtige Technologie für die Zukunft: Sie können Berechnungen und Simulationen auf spezifischen Einsatzgebieten wesentlich schneller als klassische Supercomputer durchführen. Ihr Einsatz ist zum Beispiel im Verkehrs- und Energiebereich, aber ebenso bei der Grundlagenforschung oder dem Betrieb von Satelliten möglich. Quantencomputer arbeiten auf Basis der Quantenphysik. Ihre Quantenbits (Qubits) können die Zustände 0 und 1 gleichzeitig einnehmen –und nicht nur nacheinander, wie die klassischen Computer. Das wiederum macht Quantencomputer so leistungsfähig. Im DLR arbeiten bereits mehrere Institute mit Quantentechnologien. Auch im DLR besteht ein großer Bedarf, in Zukunft an und mit Quantencomputern zu forschen.