ParallelQT
Parallelisierter Qubit Transport in atomaren Quantenprozessoren
Thema Quantencomputing und -simulation
Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)
Projektlaufzeit 01.01.2026 - 31.12.2028
Projektvolumen 580560
Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert
Optisch kontrollierte Einzelatom-Qubits ein einem zweidimensionalen mikrooptischen Atomfallenregister
Beschreibung
Motivation
Für das Erreichen einer anwendungsrelevanten Systemgröße von Neutralatom- Quantenprozessoren (QPUs) ist die Skalierbarkeit der QPU- Architektur von entscheidender Bedeutung. In allen relevanten Teilsystemen müssen sequenzielle Ansätze durch parallelisierte Lösungen ersetzt werden. Dies betrifft insbesondere den Qubit-Transport. Dessen ungünstig skalierende Zeitdauer mit aktuellen sequenziellen Techniken bildet einen kritischen Roadblock für atomare QPUs mit gesteigerten Systemgrößen. ParallelQT adressiert diese Limitierung mit der Klärung wissenschaftlicher Grundlagenfragen zur Entwicklung von praxistauglichen parallelisierbaren Konzepten.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Projekts ist die Labordemonstration des 2D-parallelisierten Transports von atomaren Qubits basierend auf der innovativen technologischen Basis von mikrooptischen und mikroelektromechanischen Systemen. ParallelQT verwirklicht die defektfreie Anordnung von hunderten atomarer Qubits in programmierbaren Speicherregistern mit tausenden optischer Atomfallen („Optical Tweezers“).
Innovation und Perspektiven
ParallelQT vollzieht erstmalig den unabdingbaren Paradigmenwechsel zu einem vollparallelisierten Qubit-Transport und überwindet die Beschränkung atomarer QPU-Systemgrößen durch nicht-skalierbare Transportsequenzen nach Stand der Technik. Hierdurch erschließt ParallelQT einen neuartigen Zugang zur praktischen Implementierung von effizienten QPUs und befördert die perspektivische parallelisierte Bearbeitung erhöhter Qubit-Zahlen mit Quantenfehlerkorrekturmethoden zur Überführung bisheriger Grundlagenforschung in eine Technologie mit unmittelbaren Forschungsanwendungen und Kommerzialisierungsmöglichkeiten.
Koordinierender Projektpartner
Prof. Dr. Gerhard Birkl
E-Mail: gerhard.birkl@physik.tu-darmstadt.de
Weitere Infos
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