Spin-Photon-basierter Quantenprozessor für hybride Systeme

Quantencomputer haben das Potenzial, Rechenprobleme zu lösen, die klassische Computer nur mit Vereinfachungen, Näherungen oder in sehr langen Rechenzeiten angehen können. Die Rechenleistung eines Quantencomputers hängt dabei von seinem zentralen Hardwareelement, dem Qubit, ab.

Obwohl es heutzutage schon verschiedene Ansätze gibt, Qubits und Quantencomputer zu realisieren, befindet sich deren Entwicklung noch im Forschungs- und Versuchsstadium. Deshalb sind auf dem Weg zur Anwendung von Quantencomputern innovative Ansätze für Quantenprozessoren entscheidend.

Im Projekt SPINNING (Diamond Spin-Photon-based Quantum Computer) arbeiten Wissenschaft und Wirtschaft gemeinsam an einem kompakten skalierbaren Quantenprozessor, der auf Spin-Qubits in Diamant basiert und sich in herkömmliche Computersysteme implementieren lässt. So können skalierbare und hybride Rechnerarchitekturen ermöglicht werden.

Der im Projekt zu realisierende Quantenprozessor wird sich außerdem durch ein neuartiges vernetztes und hybrides Design auszeichnen, das eine noch nie dagewesene Konnektivität und flexible Konfigurierbarkeit ermöglicht.

Im Vergleich zu heutigen Quantencomputern besticht die geplante Hardware sowohl durch längere Operationszeiten und kleinere Fehlerraten als auch durch einen geringen Kühlbedarf. Der geplante Quantenprozessor soll zunächst mit 10, in der Folge mit 100 Qubits und mehr, rechnen können und wäre damit auch in der Lage, die Produkte komplexer quantenchemischer Reaktionen zu prognostizieren.

SPINNING (Diamond Spin-Photon-based Quantum Computer) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF im Rahmen des Programms »Quantentechnologien – von den Grundlagen zum Markt« gefördert (Förderkennzeichen: 13N16209).

Projektseite: https://www.iaf.fraunhofer.de/de/forscher/quantensysteme/quantencomputing/spinning.html

Beteiligte in der FMD kooperierende Institute: Fraunhofer IAF, Fraunhofer IISB