Motivation

Gefangene-Ionen-Quantenprozessoren haben den Vorteil der „Alle-zu-Alle-Konnektivität“ und haben Gatteroperationen und Kohärenzzeiten von höchster Güte. Im Projekt ATIQ werden zuverlässige Quantencomputer-Demonstratoren auf der Basis von gefangenen Ionen für komplementäre Anwendungsfälle entwickelt, u.a. Quantenchemie, Optimierungsprobleme mit vollständig parallelisierbaren Gattern und Kreditrisikozuweisung, mit dem Ziel, einen Quantenvorteil zu demonstrieren, der praktischen Nutzen hat.

Ziele und Vorgehen

Auf dem Weg dorthin gibt es drei zentrale technologische Herausforderungen, die ATIQ angehen wird:  Ausrichtungsfreie optische Präparation, Manipulation und Auslesung, zuverlässige in die Falle integrierte kryogene Elektronik und verlässliche Fallentechnologie undEchtzeit-Steuerung und -Automatisierung für den 24/7 Betrieb und Nutzerzugriff.Wo sinnvoll, werden diese Herausforderungen im Rahmen einer Hardware-Software-Co-Design-Strategie angegangen, um die Algorithmen und Compiler auf die Eigenschaften der Quantencomputer-Hardware zuzuschneiden und die Hardware-Architektur für bestimmte Algorithmen zu optimieren.

Innovation und Perspektiven

Innerhalb von 30 Monaten wird eine erste Generation von Demonstratoren mit einem 24/7-Benutzerzugriff für 10 Qubits und >99% Güte im Alle-zu-Alle- Gatter-Betrieb, einschließlich hybrider Rechenfähigkeiten durch eine Verbindung zu einem HPC, zur Verfügung gestellt. Zum Ende des Projekts wird die Leistung der Systeme auf 40+ Qubits erhöht, mit Single- und Multi-Qubit-Gatter-Güten von über 99,9 % bzw. 99,5 %.