Industrie & Technik

Quantenprozessor mit Ionenfallen

07.07.2022 - Infineon und Oxford Ionics wollen Technologie zur Marktreife treiben.

Infineon Technologies und Oxford Ionics geben die Zusammenarbeit zum Entwickeln von voll­integrierten Quanten­prozessoren (QPUs) bekannt. Hierbei wird die einzig­artige elektronische Qubit-Steuerung (EQC) von Oxford Ionics kombiniert mit den Engineering- und Fertigungs­fähigkeiten von Infineon sowie der Expertise in der Quanten­technologie. Dies schafft die Grundlagen für die industrielle Herstellung von QPUs mit Hunderten von Qubits in den nächsten fünf Jahren. Ziel ist es, die Quanten­computing-Technologie aus dem Forschungslabor zu holen und in die Industrie­anwendung zu überführen.

Quanten­computing eröffnet vielen Industrie­zweigen, die ihre Prozesse und Fähigkeiten radikal verbessern wollen, eine neue Dimension der Rechen­leistung. Dieses Ziel erfordert die Entwicklung von Qubit-Technologien, die in großem Maßstab fertigbar sind. Gleichzeitig müssen eine zunehmende Zahl von Qubits gesteuert und die Quanten­fehlerraten auf oder unter dem aktuellen Stand der Technik gehalten werden. Die EQC-Technologie von Oxford Ionics bietet eine Möglichkeit zur Inte­gration von Ionenfallen-Qubits in die ausgereiften Halbleiter­prozesse von Infineon. 

„Die große Heraus­forderung beim Quanten­computing besteht in der Skalierung bei gleich­zeitiger Steigerung der Leistungs­fähigkeit. Es gibt Technologien, die eine Skalierung ermöglichen, aber keine Leistungs­erhöhung bringen, und es gibt Techno­logien, die die Leistung steigern, aber keine Skalierung ermöglichen“, sagt Chris Ballance, Mitgründer von Oxford Ionics. „Unsere elek­tronische Steuerung ist hervorragend aufgestellt, um beides zu gewährleisten. Die Zusammenarbeit mit Infineon und ihren ausgereiften und flexiblen Halbleiter­prozessen ermöglicht uns die Zeit bis zu einer kommerziellen QPU zu verkürzen. Aufgrund unserer markt­führenden Fehlerraten benötigen diese Prozessoren drastisch weniger Qubits zum Lösen von sinnvollen Frage­stellungen als andere Technologien.“

Die ersten Geräte von Oxford Ionics werden Ende 2022 über die Cloud zugänglich sein, was kommerziellen Akteuren einen Zugriff auf diese technologisch führenden Quanten­computer ermöglicht. Vollintegrierte Versionen mit ausreichend hoher Leistung zur Skalierung auf Hunderte von Qubits sollen in weniger als zwei Jahren verfügbar sein. Letztlich wollen Infineon und Oxford Ionics innerhalb von fünf Jahren einzelne, voll­integrierte QPUs anbieten, die Hunderte von Qubits zugänglich machen. Diese werden mithilfe der Quanten-Netzwerk­technologie von Oxford Ionics vernetzt werden und ein Quanten-Supercomputing-Cluster bilden.

„Die Rolle von Infineon ist es, die bahn­brechende Arbeit von Oxford Ionics so zu skalieren, dass relevante Qubit-Zahlen und niedrige Fehler­raten erreicht werden“, sagt Stephan Schäche von Infineon. „Die Ionenfallen von Infineon können dies in Kombination mit unseren vorher­sagbaren, wieder­holbaren sowie zuverlässigen Produktions- und Montagefähigkeiten ermöglichen.“ Ionenfallen von Infineon beschleunigen die Entwicklung leistungs­fähiger Quanten­computer zum Lösen von Optimierungs­problemen, die mit herkömmlichen Computern nicht adressierbar sind. Diese Forschung begann bereits 2016 am Infineon-Standort in Villach, um wissenschaftliche Erkenntnisse mit Quanten­technologien im Industrie­maßstab zu kombinieren.

Infineon / JOL

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