Projekt

ATIQ

Implementierung von Quantenalgorithmen aus Finanzwesen und Chemie auf einem Quantendemonstrator

Motivation

Gefangene-Ionen-Quantenprozessoren haben den Vorteil der „Alle-zu-Alle-Konnektivität“ und haben Gatteroperationen und Kohärenzzeiten von höchster Güte. Im Projekt ATIQ werden zuverlässige Quantencomputer-Demonstratoren auf der Basis von gefangenen Ionen für komplementäre Anwendungsfälle entwickelt, u.a. Quantenchemie, Optimierungsprobleme mit vollständig parallelisierbaren Gattern und Kreditrisikozuweisung, mit dem Ziel, einen Quantenvorteil zu demonstrieren, der praktischen Nutzen hat.

Ziele und Vorgehen

Auf dem Weg dorthin gibt es drei zentrale technologische Herausforderungen, die ATIQ angehen wird:

  •  Ausrichtungsfreie optische Präparation, Manipulation und Auslesung,
  •  zuverlässige in die Falle integrierte kryogene Elektronik und verlässliche Fallentechnologie und
  • Echtzeit-Steuerung und -Automatisierung für den 24/7 Betrieb und Nutzerzugriff.

Wo sinnvoll, werden diese Herausforderungen im Rahmen einer Hardware-Software-Co-Design-Strategie angegangen, um die Algorithmen und Compiler auf die Eigenschaften der Quantencomputer-Hardware zuzuschneiden und die Hardware-Architektur für bestimmte Algorithmen zu optimieren.

Innovation und Perspektiven

Innerhalb von 30 Monaten wird eine erste Generation von Demonstratoren mit einem 24/7-Benutzerzugriff für 10 Qubits und >99% Güte im Alle-zu-Alle- Gatter-Betrieb, einschließlich hybrider Rechenfähigkeiten durch eine Verbindung zu einem HPC, zur Verfügung gestellt. Zum Ende des Projekts wird die Leistung der Systeme auf 40+ Qubits erhöht, mit Single- und Multi-Qubit-Gatter-Güten von über 99,9 % bzw. 99,5 %.

Projektdetails

Projektlaufzeit:
01.12.2021 - 30.11.2026

Projektvolumen:
44,5 Mio. Euro (zu 84,1 % durch das BMBF gefördert)

Projektkoordination

Prof. Dr. Christian Ospelkaus
Leibniz Universität Hannover, Institut für Quantenoptik
Hannover

E-Mail-Adresse: cos (at) iqo.uni-hannover.de
Projektpartner
Leibniz Universität Hannover, Institut für Quantenoptik

Hannover / Germany

AMO GmbH

Aachen / Germany

AKKA Industry Consulting GmbH

Ulm / Germany

Black Semiconductor GmbH

Aachen / Germany

eleQtron GmbH

Siegen / Germany

FiberBridge Photonics GmbH

Hannover / Germany

Fraunhofer‐Institut für Lasertechnik ILT / Fraunhofer‐Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

Aachen / Jena / Germany

Infineon Technologies AG

Neubiberg / Germany

Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Institut für Physik

Mainz / Germany

JoS QUANTUM GmbH

Frankfurt / Germany

LPKF Laser & Electronics Aktiengesellschaft

Garbsen / Germany

Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), QUEST-Institut für experimentelle Quantenmetrologie

Braunschweig / Germany

Parity Quantum Computing Germany GmbH

München / Germany

QUARTIQ GmbH

Berlin / Germany

Qubig GmbH

München / Germany

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente

Aachen / Germany

TOPTICA Photonics AG

Gräfelfing / Germany

Technische Universität Braunschweig, Institut für Halbleitertechnik

Braunschweig / Germany

Universität Siegen
Fakultät IV - Department Physik - Lehrstuhl für Quantenoptik

Siegen / Germany

Technische Universität Berlin

Berlin / Germany

AQT Germany GmbH (assoziiert)

Garching / Germany

Boehringer Ingelheim (assoziiert)

Ingelheim am Rhein / Germany

Covestro AG (assoziiert)

Leverkusen / Germany

DLR-SI (assoziiert)

Hannover / Germany

Volkswagen AG (assoziiert)

Wolfsburg / Germany