Projekt QSolid erreicht Meilenstein für deutsches Quanten-Ökosystem

0:000:00

Kryogener Aufbau und Ansteuerung eines supraleitenden Quantencomputers am Forschungszentrum Jülich.
Kryogener Aufbau und Ansteuerung eines supraleitenden Quantencomputers am Forschungszentrum Jülich. – Bild: © FZ Jülich / Sascha Kreklau

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben gemeinsam mit den Partnern des Großprojekts QSolid, zu denen auch das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS gehört, den Prototypen eines Quantencomputers erfolgreich in die Juniq-Infrastruktur des Jülich Supercomputing Centres integriert. Für das Fraunhofer IPMS als aktiven Projektpartner stellt dieser Fortschritt einen bedeutenden Meilenstein auf dem Weg zu einem leistungsfähigen und vertrauenswürdigen deutschen Quanten-Ökosystem dar.

Zweiwöchige Testphase

Bereits nach etwa 3,5 Jahren Projektlaufzeit konnte der Prototyp eines systemintegrierten Quantencomputers des QSolid-Konsortiums ab dem 17. November für eine erste zweiwöchige Testlaufphase von externen Nutzern verwendet werden. „Es ist eine herausragende Teamleistung, das wir ausgehend von der vom Chip aufwärts am Forschungszentrum Jülich hergestellten Hardware einen vollständigen Prototypen entwickeln konnten – und das zusätzlich zu einem weiteren, der im Januar erscheinen wird. Die Rückmeldungen unserer ersten Nutzer werden nun entscheidend sein, um den Quantencomputer weiter zu optimieren“, erläutert Prof. Dr. Frank Wilhelm-Mauch, der Koordinator des Projekts.

Wie die Forschenden berichten, ist der Computer während der Testphase cloudbasiert über die Plattform JuDoor zugänglich. Seine aktuelle Leistungsfähigkeit beträgt zehn Qubits. Mit der Bezeichnung ‚Qubit‘ (Kurzform von Quantenbit) wird in Anlehnung an die herkömmlichen Bits eines klassischen Computers die grundlegende Recheneinheit der Quantenmechanik bezeichnet.

Erfolgreiche Systemintegration

Die Entwicklung und Integration des Software Stacks, einer Sammlung von Funktionskomponenten einer Software, ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Forschungsinstituten und industriellen Partnern. „Auf dem Weg von einem Physik-Experiment zu einem vollständigen Prototypen müssen wir immer die Kompatibilität und das Zusammenspiel der Teile im Auge behalten – das wird sonst in der Forschung gerne unterschätzt“, sagt Dr. Paolo Bianco, Leiter des System-Engineering-Teams am Forschungszentrum Jülich.

Das Fraunhofer IPMS leistet im QSolid-Projekt einen wichtigen Beitrag für die Entwicklung zukünftiger Generationen von Quantenprozessoren. Dazu gehört zum einen die kryogene Charakterisierung von CMOS-Schaltungen in Zusammenarbeit mit Globalfoundries. Zum anderen arbeitet das Institut gemeinsam mit dem Fraunhofer IZM-ASSID als Teil des Fraunhofer Centers for Advanced CMOS and Heterointegration Saxony (CEASAX) an kryogenen Advanced-Packaging-Aufbauten, bei denen Quantenchip und Kontrollchip über einen Interposer kompakt verbunden werden. Diese Arbeiten gelten als entscheidend, um die Signalübertragung bei skalierbaren Quantenprozessoren mit größeren Qubit-Zahlen effizient zu gestalten und die Basis für die nächste Generation von Quantencomputern zu schaffen.

Weiterer Testlauf

Die Industriepartner ParTec, ParityQC sowie HQS Quantum Simulations nehmen als erste Nutzer außerhalb der Infrastruktur des Forschungszentrums Jülich am zweiwöchigen Testlauf teil. Auf diese Pilotphase wird zeitnah eine weitere mit aktualisierter Software folgen. Ebenso vorgesehen ist eine zusätzliche Optimierung der Hardware: Das Team um Prof. Dr. Rami Barends (Forschungszentrum Jülich) wird den bisher verwendeten Quantenchip in Kürze durch eine noch leistungsfähigere Version ersetzen.

„Die Systemintegration ist eine Blaupause für die Entwicklung eines deutschen Quantencomputers. Sie stellt aus technischer Perspektive einen idealen Startpunkt für die Hightech Agenda Deutschland des BMFTR (Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt) dar“, so Wilhelm-Mauch.



  • IT-Sicherheitsgesetz nur mit ‚fragwürdigem Mehrwert‘?

    IT-Sicherheitsgesetz nur mit ‚fragwürdigem Mehrwert‘?

    Der Digitalverband Bitkom kritisierte das neu verabschiedete IT-Sicherheitsgesetz 2.0 der deutschen Bundesregierung als „eine Kombination aus technischer Zertifizierungsmaschinerie und politisch-regulatorischem Gutdünken mit fragwürdigem Mehrwert für die IT-Sicherheit“.

    mehr lesen: IT-Sicherheitsgesetz nur mit ‚fragwürdigem Mehrwert‘?

  • Kategorisierung von Clouddaten schützt vor Risiken

    Kategorisierung von Clouddaten schützt vor Risiken

    Die Kategorisierung von Clouddaten – also welche Daten in der Cloud verarbeitet werden sollen und welche nicht – kann besonders für unternehmenskritische Daten wichtig sein.

    mehr lesen: Kategorisierung von Clouddaten schützt vor Risiken

  • VDMA veröffentlicht Security-Leitfaden

    VDMA veröffentlicht Security-Leitfaden

    Ein neuer Leitfaden des VDMA unterstützt Maschinen- und Anlagenbauer bei der Security in Betriebsprozessen und der Resilienz der Produkte gegen Cyberangriffe und andere IT-induzierte Schäden im Unternehmen.

    mehr lesen: VDMA veröffentlicht Security-Leitfaden

  • Cybersecurity-Startup gesucht

    Cybersecurity-Startup gesucht

    In eine neue Runde geht der UP21@it-sa Award für Cybersecurity-Startups aus der DACH Region. Er bietet jungen Unternehmen die Chance, sich in Speed-Pitches vor Fachpublikum, Experten und Investoren zu bewähren…

    mehr lesen: Cybersecurity-Startup gesucht

  • Alltrotec blickt auf 30+1 Jahre zurück

    Alltrotec blickt auf 30+1 Jahre zurück

    Eigentlich sollte zum 30-jährigen Bestehen bereits im vergangenen Jahr gefeiert werden, jedoch hat die Corona-Pandemie einen Strich durch die Rechnung gemacht.

    mehr lesen: Alltrotec blickt auf 30+1 Jahre zurück

  • Firewall für Automatisierungsnetzwerke

    Firewall für Automatisierungsnetzwerke

    Die Firewall SecurityBridge gewährleistet laut Hersteller Pilz ab sofort auch die Überwachung der Datenkommunikation beliebiger weiterer Netzwerkteilnehmer außerhalb der Pilz-Produktfamilie.

    mehr lesen: Firewall für Automatisierungsnetzwerke

  • Zweistelliges Wachstum im März

    Zweistelliges Wachstum im März

    Im März haben die deutschen Maschinen- und Anlagenbauer ihre Maschinenexporte im Vergleich zum Vorjahr um rund 13 Prozent gesteigert, was jedoch auch der niedrigen Vergleichsbasis aus dem Vorjahr geschuldet ist.

    mehr lesen: Zweistelliges Wachstum im März

  • Hacker erpressen dreifach

    Hacker erpressen dreifach

    Immer wieder sind Unternehmen und Organisationen von Ransomware-Angriffen betroffen. Der Softwareanbieter Check Point beobachtet dabei ein noch aggressiveres Vorgehen der Hacker.

    mehr lesen: Hacker erpressen dreifach

  • Machineering startet Partnerprogramm

    Machineering startet Partnerprogramm

    Im Rahmen eines neu aufgesetzten Partnerprogramms will der Simulationsspezialist Machineering Anwendern u.a. die Lösungsintegration erleichtern.

    mehr lesen: Machineering startet Partnerprogramm

  • Toby Alcock neuer CTO der Logicalis Group

    Toby Alcock neuer CTO der Logicalis Group

    Toby Alcock ist neuer Chief Technology Officer der Logicalis Group. Er bekleidete zuletzt die Position des Chief Technology Officer für Logicalis Australien.

    mehr lesen: Toby Alcock neuer CTO der Logicalis Group

  • SER Group mit neuem CEO und Executive Chairman

    SER Group mit neuem CEO und Executive Chairman

    Sven Behrendt ist neuer CEO der SER Group. Die Unternehmensgruppe teilt zudem mit, dass John Bates als Executive Chairman in den Beirat der SER Group berufen wurde.

    mehr lesen: SER Group mit neuem CEO und Executive Chairman

  • Lösung zur Voraussage von Ausfallzeiten

    Lösung zur Voraussage von Ausfallzeiten

    Mit Kaspersky Machine Learning for Anomaly Detection lassen sich Abweichungen in den Produktionsprozessen frühzeitig erkennen und Ausfallzeiten reduzieren.

    mehr lesen: Lösung zur Voraussage von Ausfallzeiten