Erste Ergebnisse des AQTION-Forschungsprojekts zum Aufbau eines europäischen Quantencomputers unter Beteiligung von AKKA

Pressemitteilungen — 14, October 2020

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Qubits und Ionenfallen klingen für Sie nach Science-Fiction? In der „Quantum-Flagship-Initiative“ der Europäischen Kommission forschen schon heute Wissenschaftler und Unternehmen an einer skalierbaren Architektur eines europäischen vollautomatischen Ionenfallen-Quantencomputers. Das Projekt mit dem Namen AQTION steht für Advanced Quantum Computing with Trapped Ions und beteiligt sich an der Suche nach neuen industriell nutzbaren Quantenanwendungen. Das im Rahmen von Horizon 2020 geförderte Projekt AQTION weist nun erste Ergebnisse vor: im Laboratorium der Leopold-Franzens Universität Innsbruck konnte kürzlich ein Quantenregister von 55 Ionen aufgezeichnet werden.

Ein leistungsstarker Quantencomputer kann einen entscheidenden Beitrag zur Lösung komplexer Fragestellungen sein. Anwendungsbeispiele finden sich zum Beispiel in den Bereichen der Materialforschung, Medizintechnik oder dem Finanzwesen. Hier sind schon jetzt Algorithmen bekannt, die mit genügend Quantenbits Fragestellungen lösen können, die selbst für den größten aktuellen Supercomputer zu rechenintensiv sind.

Im AQTION Projekt, welches Teil der „Quantum-Flagship-Initiative“ der EU ist, soll eine grundlegende, skalierbare Architektur für das gesamte Quanten-Computersystem entwickelt werden. Ziel des Projekts ist es, innerhalb von drei Jahren die Skalierbarkeit von einigen wenigen Quantenbits, wie sie in aktuellen Systemen zum Einsatz kommen, hin zu einem echten 50-Qubit-Quantenprozessor zu entwickeln. So soll ein kompaktes und anwenderorientiertes skalierbares System entstehen, welches entsprechend viele Qubits kontrollieren kann, sodass auch größere Fragestellungen gelöst werden können. Dazu müssen in allen Bereichen des Quanten-Computers skalierbare Komponenten zum Einsatz kommen. Dies Betrifft neben der Fallentechnologie und der Optik auch die Steuerungselektronik.

Als innovationsgetriebenes Unternehmen sind wir stolz, Teil der Quantum-Flagship-Initiative des europäischen Programms H2020 zu sein und somit den Aufbau eines europäischen Ionenfallen-Quantencomputers mit voranzutreiben. Der Weg hin zu einem echten 50-Qubit-Quantenprozessor wird ein riesiger Schritt für die Lösung von komplexen Fragestellungen sein. Die Weiterentwicklung von Expertise im Bereich Quantencomputing ist für AKKA vollkommen logisch, da wir bereits über profunde Kenntnisse in KI, Deep Learning und Algorithmik verfügen“, betont Derrick Zechmair, CEO AKKA BU Germany.

Als führender europäische Anbieter auf dem Gebiet der Ingenieurberatung und F&E-Dienstleistungen für die Mobilitätsindustrie bringt AKKA mehrjährige Erfahrung in der Entwicklung von Steuerungselektronik für quantenoptische Experimente mit segmentierten Ionenfallen in das Projekt mit ein. Verantwortlicher des AQTION-Projekts seitens AKKA ist Stefan Ulm. Der Teamleiter für Embedded Systems Development hebt hervor: “Die Zusammenarbeit mit unseren Projektpartnern läuft hervorragend. Gemeinsam mit der Johannes Gutenberg Universität Mainz arbeiten wir im AQTION Projekt daran, die bestehende Kontrollelektronik in allen Belangen auf die Anforderungen eines skalierbaren Systems zu erweitern. Dies Betrifft nicht nur die Modularisierung der Soft- und Hardware-Komponenten sowie die Vernetzung der Komponenten untereinander, sondern auch die Anpassung der Prozesse an die wachsenden Systemgrößen. So kann die Kontrollelektronik von AKKA auf der Zeitskala der Experimente Entscheidungen im Programmablauf treffen, um bei der steigenden Komplexität der Berechnungen im Quanten-Computer Leerlaufzeiten zu minimieren.

Quantenregister von 55 Ionen im Labor der Leopold-Franzens-Universtität Innsbruck, Bildrechte: AQTION-Projekt

Nach der Entwicklung der theoretischen Grundlagen und der erfolgreichen Umsetzung der notwendigen Technologien befinden wir uns nun auf dem Weg in die dritte Quantenrevolution. Dafür müssen wir unser Systemverständnis soweit vergrößern, dass es sich auf Fragestellungen aus dem industriellen und kommerziellen Alltag ausweiten lässt. AKKA Research ist stolz, auch im zukunftweisenden Bereich des Quantencomputings beteiligt zu sein“, äußert sich Felix Jakob, Head of AKKA Research in Deutschland.

Das AQTION Konsortium besteht aus 9 Partnern in 5 Ländern und wird für eine Dauer von drei Jahren mit einer Gesamtförderung durch die Europäische Union in Höhe von rund 10.000.000,00 € unterstützt.

Dieses Projekt ist Teil des Quantum Technologies (QT) Flagships der Europäischen Kommission unter der Fördernummer 820495.

14 Oct 2020

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Forschungsprojekt zum Aufbau eines europäischen Quantencomputers

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