Industrie & Technik

Testanlage für photonische Quanten-Chips

09.03.2022 - Breite Kooperation erhält 50 Millionen Euro Forschungsförderung.

Ein Konsortium um das Quanten-Start-up Q.ANT erhält rund fünfzig Millionen Euro Forschungs­förderung. Rund 42 Millionen Euro davon übernimmt das Bundes­ministerium für Bildung und Forschung, rund acht Millionen Euro steuern die Konsortial­partner bei. Mit den Fördermitteln soll eine Demonstrations- und Testanlage für photonische Quanten­computer-Chips und andere Quanten­computer-Komponenten aufgebaut werden. Das Konsortium soll damit Algorithmen und Technologien für das photonische Quanten­computing erforschen und den indus­triellen Einsatz vorbereiten. Q.ANT, eine Tochter von Trumpf, hatte vor Kurzem ein Verfahren präsentiert, das die Herstellung sehr leistungs­fähiger Quanten­computer-Chips ermöglicht. Durch das Aufbringen hochspezieller Lichtkanäle auf Silizium-Chips lassen sich mit dem Photonik-Chip-Verfahren Quanten auch bei Raum­temperatur nahezu verlustfrei führen, steuern und kontrollieren. In Zukunft ermöglicht dies den Einsatz der Chips auch bei herkömm­lichen Großrechnern.

„Die Förderung ist ein wichtiges Signal für den Innovations­standort Deutschland. Wir stehen am Beginn des Quantencomputer­zeitalters und das weltweite Rennen um Marktanteile dieser Zukunfts­technologie hat begonnen. Die nun bereit gestellten Mittel für diese Forschungs­allianz sind ein wichtiger Baustein für einen Quantencomputer made in Germany“, sagt Michael Förtsch, CEO von Q.ANT. Das Forschungs­projekt läuft unter dem Namen „PhoQuant“ und hat eine Laufzeit von fünf Jahren. Dem Konsortium unter indus­trieller Führung von Q.ANT gehören insgesamt 14 weitere deutsche Firmen, angewandte Forschungs­institute und Universitäten an.

Anwendungs­felder eines Computers mit Quanten-Chips liegen aus heutiger Sicht beispiels­weise in der Chemieindustrie, der Biomedizin oder in der Material­wissenschaft. „Die Zusammen­arbeit von Spitzenforschung und Unternehmen ist der Schlüssel zu Quanten­computer-Chips aus Deutschland und entsprechenden Arbeitsplätzen. Nur wenn Wirtschaft, Universitäten und angewandte Forschungs­institute eng kooperieren, können aus dem Know-how des Wissenschafts­standorts Deutschland auch erfolg­reiche Industrieprodukte entstehen“, sagt Förtsch. Innerhalb von zweieinhalb Jahren wollen die Projektpartner einen ersten Prototyp vorstellen. In spätestens fünf Jahren soll ein Quanten­computer-Chip entstehen, der weitreichende Berechnungen anstellen kann.

Das Institut für photonische Quanten­systeme (PhoQS) wird die am Standort Paderborn vorhandenen Expertisen in den Bereichen der integrierten Optik und Quantenoptik, der Quanten­informations­theorie sowie der Algorithmik und Elektrotechnik bündeln, um im Verbund große Quantensysteme für die lichtbasierte Quanten­informations­verarbeitung zu implementieren, kontrollieren und charakterisieren. „Wir haben in den letzten Jahren und Jahrzehnten in der Forschung auf diesem Gebiet weltweit führende Pionierarbeit in der Grundlagen­wissenschaft geleistet. Das Projekt gibt uns erstmals die Möglichkeit, diese mit Demonstrations­aufbauten in die Anwendung zu bringen“, sagt Christine Silberhorn von der Universität Paderborn.

Die beteiligten Partner bringen verschiedene Kompetenzen in das Konsortium ein. Die Univer­sitäten sollen Grundlagen­wissen zum Verhalten von Quanten entwickeln und beisteuern. Die angewandten Forschungs­institute sollen dabei unterstützen, das Wissen in praxistaugliche Verfahren zu überführen. Die beteiligten Start-ups sollen Komponenten von Quanten­computerchips entwickeln und bauen. Das Projekt „PhoQuant“ ist Teil des BMBF-Rahmen­programms „Quanten­technologien – von den Grundlagen zum Markt“. Beteiligt ist etwa das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena. „Jenaer Forschende entwickeln im Rahmen dieses Projekts unter anderem integriert optische Quantenlicht­quellen und verlustarme integriert optische und faser­optische Inter­ferometer als elementare Bausteine photonischer Quanten­rechner“, sagt Andreas Tünnermann, Leiter des Fraunhofer IOF. „Hierfür ist neben Kompetenzen in der Quantenoptik und Photonik insbesondere Know-how in der hybriden Aufbau- und Verbindungs­technik von Nöten. Diese Kompetenzen bringen wir in das hoch dynamische Projekt ein, um zusammen mit allen beteiligten Firmen und Insti­tutionen unser gemeinsames Ziel umzusetzen: einen leistungs­fähigen photonischen Quanten­computer zu realisieren.“

Trumpf / JOL

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Im Web Seminar erhalten Sie einen Überblick über die Möglichkeiten, die multiphysikalische Optiksimulation bietet und eine Einführung in die praktische Umsetzung eines strahlenoptischen Simulationsprojekts.

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The first part of the webinar will provide an overview of the fundamentals and challenges of the welding process and the features of the CIVAN CBC laser. The second part of the webinar will discuss approaches to take advantage of fast, arbitrary beam shaping to control process problems.

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