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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