Mit Ionenfallen zum Quantencomputer
Großes Forschungsbündnis in Niedersachsen gestartet.
Mit einer großen Verheißung startet in Niedersachsen ein Forschungsbündnis, das nichts weniger zum Ziel hat als die Entwicklung eines Quantencomputers. Dieses Bündnis, das sich den Namen „Quantum Valley Lower Saxony“ gegeben hat, wird mit insgesamt 25 Millionen Euro vom Land Niedersachsen und der Volkswagen-Stiftung unterstützt. Dies entschied heute, am 4. Dezember 2020, das Kuratorium der Stiftung auf Vorschlag des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur. Ziel der Initiative ist es, die Potenziale der Partner für einen Entwicklungssprung hin zu einem Quantencomputer auf Basis der Ionenfallentechnologie zu nutzen und gleichzeitig die exzellenten Forschungsprojekte und Forschungskompetenzen an den niedersächsischen Standorten zu bündeln.
Die große Attraktion eines Computers, der mit den Gesetzen und Prinzipien der Quantenmechanik arbeitet, sehen nicht nur Physiker, sondern zahlreiche Anwender auf den unterschiedlichsten Technologiefeldern – von der Kryptografie, der Molekularbiologie und den Materialwissenschaften bis hin etwa zu den Finanzmärkten oder den zahlreichen Einsatzfeldern Künstlicher Intelligenz. Wird schon eine relativ kleine Zahl von Qubits miteinander verschaltet, dann wächst die Rechenleistung exponentiell.
Die grundsätzliche Herausforderung für jeden, der einen Quantencomputer bauen will, ist es daher, eben diese Qubits zu realisieren. Im „Quantum Valley Lower Saxony“ werden hierzu einzelne, gefangene Ionen die technologische Basis bilden. Mithilfe von elektrischen Feldern werden diese Ionen eingefangen und durch Radiowellen sowie Laserstrahlen kontrolliert. In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ist diese Ionenfallen-Technologie bereits gut erprobt. In optischen Atomuhren wird diese Technologie erfolgreich eingesetzt. Sie ist zugleich einer der vielversprechendsten Ansätze zur Realisierung eines Quantencomputers mit signifikanter Rechenleistung.
An diesem Projekt des Quantencomputers arbeitet die PTB zusammen mit der Technischen Universität Braunschweig und der Leibniz Universität Hannover. Die Technologie der Ionenfallen ist dabei das Spezialgebiet der PTB. Von der TU Braunschweig werden die Arbeiten zur chipintegrierten Elektronik beigesteuert. Und die Leibniz Universität Hannover trägt vor allem mit ihren Theoriegruppen zu den eingesetzten Algorithmen und zur Softwareoptimierung bei.
PTB / DE
