Panorama

Mit Ionenfallen zum Quantencomputer

14.12.2020 - Großes Forschungsbündnis in Niedersachsen gestartet.

Mit einer großen Verheißung startet in Niedersachsen ein Forschungs­bündnis, das nichts weniger zum Ziel hat als die Entwicklung eines Quanten­computers. Dieses Bündnis, das sich den Namen „Quantum Valley Lower Saxony“ gegeben hat, wird mit insgesamt 25 Millionen Euro vom Land Niedersachsen und der Volkswagen-Stiftung unterstützt. Dies entschied heute, am 4. Dezember 2020, das Kuratorium der Stiftung auf Vorschlag des Nieder­sächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur. Ziel der Initiative ist es, die Potenziale der Partner für einen Entwicklungs­sprung hin zu einem Quanten­computer auf Basis der Ionenfallen­technologie zu nutzen und gleichzeitig die exzellenten Forschungs­projekte und Forschungs­kompetenzen an den niedersächsischen Standorten zu bündeln. 
 

Die große Attraktion eines Computers, der mit den Gesetzen und Prinzipien der Quanten­mechanik arbeitet, sehen nicht nur Physiker, sondern zahlreiche Anwender auf den unterschiedlichsten Technologiefeldern – von der Kryptografie, der Molekular­biologie und den Material­wissenschaften bis hin etwa zu den Finanzmärkten oder den zahlreichen Einsatz­feldern Künstlicher Intelligenz. Wird schon eine relativ kleine Zahl von Qubits miteinander verschaltet, dann wächst die Rechenleistung exponentiell. 

Die grundsätzliche Herausforderung für jeden, der einen Quanten­computer bauen will, ist es daher, eben diese Qubits zu realisieren. Im „Quantum Valley Lower Saxony“ werden hierzu einzelne, gefangene Ionen die technologische Basis bilden. Mithilfe von elektrischen Feldern werden diese Ionen eingefangen und durch Radiowellen sowie Laserstrahlen kontrolliert. In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ist diese Ionenfallen-Technologie bereits gut erprobt. In optischen Atomuhren wird diese Technologie erfolgreich eingesetzt. Sie ist zugleich einer der vielversprechendsten Ansätze zur Realisierung eines Quantencomputers mit signifikanter Rechenleistung. 

An diesem Projekt des Quantencomputers arbeitet die PTB zusammen mit der Technischen Universität Braunschweig und der Leibniz Universität Hannover. Die Technologie der Ionenfallen ist dabei das Spezial­gebiet der PTB. Von der TU Braunschweig werden die Arbeiten zur chip­integrierten Elektronik beigesteuert. Und die Leibniz Universität Hannover trägt vor allem mit ihren Theoriegruppen zu den eingesetzten Algorithmen und zur Software­optimierung bei. 

PTB / DE
 

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