Eidgenössisches Zentrum für Quantencomputer
Quantum Computing Hub bündelt die Stärken der ETH Zürich und des Paul Scherrer Instituts.
Sie sind groß, fehleranfällig und schwierig zu bauen: Der Anfang der Quantencomputer erinnert stark an die Geburtsstunde herkömmlicher Computer. An der ETH Zürich verfügen Forscher derzeit über Quantenrechner, die mit bis zu 17 Qubits arbeiten. Sollen Quantencomputer dereinst ihr volles Potenzial ausspielen können, braucht es dazu jedoch Rechner mit tausenden, wenn nicht gar hunderttausenden Qubits.
Nun sollen in einem nächsten Schritt Rechner mit mehr als 100 Qubits entwickelt werden. Dazu eröffnen die ETH Zürich und das Paul Scherrer Institut in Villigen den „ETH Zurich – PSI Quantum Computing Hub”. Detlef Günther, Vizepräsident Forschung an der ETH Zürich, ist überzeugt: „Die Zusammenarbeit mit dem PSI ermöglicht es der ETH, ihre Spitzenposition im Bereich Quantencomputing-Engineering weiter auszubauen.” Im neuen Hub werden mehr als dreißig Wissenschaftler arbeiten, welche unter der Leitung der ETH-Professoren Andreas Wallraff und Jonathan Home die beiden Technologiebereiche supraleitende Schaltkreise und Ionenfallen erforschen. In Zukunft werden weitere Gruppen, die verwandte Themen bearbeiten, das Forschungszentrum ergänzen.
„Speziell am Quantum Computing Hub ist, dass diese beiden Technologien im gleichen Labor erforscht werden”, erklärt Andreas Wallraff. Während sich die Hardware von Ionen- und Supraleiter-basierten Quantencomputern komplett unterscheidet, sieht er etwa bei der Entwicklung von Betriebssystemen mögliche Synergien. Synergien wollen auch die ETH und das PSI nutzen: „Wir haben am PSI schon einige Zeit an industrienaher Quantentechnologie gearbeitet. Außerdem entwickeln und nutzen wir Quantentechnologie für die Teilchenphysik”, sagt Gabriel Aeppli, Bereichsleiter für Photonenforschung am PSI. „Dass wir nun gemeinsam mit der ETH Zürich diesen neuen Hub gründen, ist eine sehr gute Ergänzung.”
Für den Quantum Computing Hub stellt das PSI sowohl sein Knowhow in der Durchführung großer Forschungsprojekte sowie in der Kryoelektronik und der Nanofabrikation als auch die extrem präzisen Messverfahren mithilfe der Großforschungsanlagen zur Verfügung. Den Quantum Computing Hub werden Räumlichkeiten auf dem PSI-Campus im aargauischen Villigen beherbergen. Dazu wurde ein bestehendes Gebäude für die spezifische Forschung an Quantencomputern umgebaut.
In der Quantenforschung gehört die ETH Zürich zu den besten Universitäten weltweit. Insgesamt sind an der ETH über zwei Dutzend Professuren aus sechs Departements auf dem Gebiet der Quantenforschung aktiv. Die im Hub entwickelten Quantencomputer sollen Forschern aus verschiedenen Fachbereichen zur Verfügung gestellt werden, die damit direkten Zugriff auf ein Testbett mit den zwei führenden Technologien bekommen. Will man die abstrakten Phänomene der Quantenmechanik für konkrete Anwendungen nutzen, braucht es nicht nur Physiker, welche diese Phänomene theoretisch und experimentell untersuchen, sondern auch Ingenieure, die sich beispielsweise mit Elektronik, Nanofabrikation, neuen Materialien oder der Skalierung von Prozessen befassen, sowie Informatiker, welche die notwendigen Programmieransätze entwickeln, um die neuen Technologien nutzen zu können.
ETHZ / DE
