Quantentechnologien versprechen nicht nur Durchbrüche bei verschiedenen gesellschaftsrelevanten Herausforderungen. Sie sind auch entscheidend für die technologische Souveränität Europas. Bis zur breiten Anwendung sind jedoch noch viele Fragen offen, deren Beantwortung kein Land alleine stemmen kann. Gemeinsame Forschung innerhalb Europas ist deshalb ein zentraler Faktor für die erfolgreiche Weiterentwicklung von Quantentechnologien.
Aus diesem Grund unterstützen das BMBF sowie Partner in Frankreich und den Niederlanden innovative Projekte mit Beiträgen französischer, deutscher und niederländischer Quantenunternehmen und Forschungseinrichtungen. Die Förderung findet innerhalb der Initiative Quantum International statt. Sechs Projekte mit deutscher Beteiligung haben in den letzten Monaten ihre Arbeit begonnen, ein siebtes folgt in Kürze.
Optische Atomuhren von InSynQ und Quantenfehlerkorrektur von AdAstra
Robuste optische Atomuhren für den mobilen Einsatz entwickelt das Projekt InSynQ. Die Projektpartner Menlo Systems (Deutschland) und Eindhoven University of Technology (Niederlande) wollen die für eine optische Atomuhr notwendigen Komponenten in einem photonisch-integrierten Schaltkreis realisieren und die benötigte Optik in einem Optikchip integrieren. Diese Lösung könnte für GPS-freie Navigation verwendet werden und somit beispielsweise die Entwicklung autonomer Fahrzeuge vorantreiben.
Das Projekt AdAdstra hat sich eine schnelle Quantenfehlerkorrektur mit minimalem Overhead zum Ziel gesetzt. Demonstriert werden soll das auf einem supraleitenden Quantenprozessor. Quantenfehlerkorrektur ist entscheidend für die Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit von Quantencomputern und unerlässlich für Anwendungen in Bereichen wie Kryptographie, Materialwissenschaft und Optimierung. Beteiligt sind IQM Germany, Orange Quantum Systems (Niederlande), Silent Waves (Frankreich) und Quantum Electronic Alps, Institut Nèel CNRS (Frankreich).
Fortschritte im Quantencomputing mit ALMANAQC und HIQEQS
Das deutsch‐niederländische Vorhaben ALMANAQC hat das Ziel, die Entwicklung von Quantencomputern mit dem Einsatz von sogenanntem Co‐Design voranzutreiben. Dabei werden Software und Hardware parallel erarbeitet. Durch maßgeschneiderte Algorithmen lässt sich die Reichweite existierender Plattformen für Quantencomputing erweitern. Projektpartner sind das Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Deutschland), Capgemini Engineering Deutschland, PlanQC (Deutschland), Fermioniq (Niederlande) und die Universität Leiden (Niederlande).
HIQEQS erforscht innovative, hochintegrierte und vereinheitlichte kryogenen Elektronik zusammen mit einem quantengenauen Signalgenerator. Die Kombination verschiedener Chips in einem Package liefert eine vollständig optimierte Lösung, die die bestehende Technologie übertrifft und für eine breite Palette von Quantensensor- und -Computeranwendungen eingesetzt werden kann. Mit dabei sind in Deutschland Infineon Technologies, supracon, die Physikalisch-Technische Bundesanstalt und die TU Braunschweig sowie in den Niederlanden QuantaMap, Delft Circuits und die TU Delft.
Photonisches Quantencomputing mit TUF-ToPiQC und Fit4Q
Im Projekt TUF-ToPiQc erforschen die Universität Paderborn und Swabian Instruments (Deutschland) gemeinsam mit Quandela, Qubit Pharmaceutical und dem Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (Frankreich) sowie Single Quantum und MicroAlign (Niederlande) eine Plattform für fehlertolerantes photonisches Quantencomputing. Eine Kombination von Hardware-, Integrations- und Softwareinnovationen soll die Skalierbarkeit photonischer Quantentechnologien verbessern.
Fit4Q steht für die Faserarray-Innovationstechnologie für Quantenphotonik. Die Partner Fraunhofer IZM, AIXEMTEC und Photonics Foundry aus Deutschland sowie MicroAlign und QuiX Quantum aus den Niederlanden wollen die Faser-Chip-Kopplung eines vorhandenen photonischen Quantenprozessors substanziell verbessern. Somit sollen die Verluste im Gesamtsystem des Prozessors reduziert und die Aussichten der photonischen Plattform im Wettbewerb um die Realisierung eines praxistauglichen Quantencomputers gestärkt werden.