Projekt PhoQuant
Fraunhofer IPMS arbeitet an photonischen Quantenchips
Im Projekt PhoQuant forscht ein Konsortium unter der Führung des Quanten-Startups Q.ANT an photonischen Quantencomputer-Chips, welche auch bei Raumtemperatur betrieben werden können. Einer der 14 Konsortialpartner ist das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS.
Noch arbeiten viele Quantencomputer bei extrem tiefen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (- 273,15 °C). Dementsprechend hoch ist der Kühlaufwand und eine direkte On-Chip-Kopplung mit klassischen Rechnerarchitekturen ist nicht möglich. Um eine Symbiose aus Quantencomputer-Chips und herkömmlichen Großrechnern zu gewährleisten, wird in dem Forschungsvorhaben PhoQuant das neue Photonik-Chip-Verfahren angewandt.
Das Projekt wird mit rund 50Mio.€ finanziert. Davon kommen rund 42Mio.€ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), während die Konsortialpartner rund 8Mio.€ beisteuern. Mit den Fördermitteln soll eine Demonstrations- und Testanlage für photonische Quantencomputer-Chips und andere Quantencomputer-Komponenten aufgebaut werden.
Entwicklung für den industriellen Einsatz
Dabei entwickelt das Konsortium Algorithmen und Technologien für das photonische Quantencomputing und bereitet den industriellen Einsatz vor. Die für die Rechenoperationen benötigten Funktionen können auf einem einzigen Chip mittels Halbleiter-Fertigungsverfahren hergestellt werden. Durch das Aufbringen hochspezieller Lichtkanäle auf Silizium-Wafer lassen sich in diesen sogenannten photonic integrated circuits Quantenzustände auch bei Raumtemperatur nahezu verlustfrei manipulieren, steuern und kontrollieren. Somit ermöglicht dies zukünftig den Einsatz der Chips auch zur Ergänzung von herkömmlichen Großrechnern.
In zweieinhalb Jahren wollen die Projektpartner einen ersten Prototyp vorlegen, in spätestens fünf Jahren soll ein Quantencomputerchip entstehen, der großflächige Berechnungen durchführen kann. Aktuell sehen Experten den Einsatz von Computern mit Quantenchips in Branchen wie der chemischen Industrie, der Biomedizin und den Materialwissenschaften.
