Integrierte photonische Schaltkreise erlauben die Skalierung der Adressierung von Qubits in Neutralatom-Quantencomputern auf viele Kanäle.
Beschreibung
Motivation
Moderne Quantencomputer versprechen revolutionäre Fortschritte in Wissenschaft, Industrie und Gesellschaft. Doch der Weg zu skalierbaren Systemen mit tausenden Qubits ist durch aktuelle Gerätetechnik stark limitiert. Bei Neutralatom-Quantencomputern stellt die präzise Ansteuerung einzelner Atome mit Laserlicht eine zentrale Herausforderung dar. Für eine Skalierung auf größere Systeme fehlt es bisher an einer Lösung, die Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und Miniaturisierung vereint. Hier setzt das Vorhaben SQALES im Rahmen der BMFTR-Fördermaßnahme „Enabling Technologies für resiliente F&E-Lieferketten in den Quantentechnologien“ an.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Projekts ist die Erforschung einer modularen opto-elektronischen Adressiereinheit, mit der sich tausende Qubits auf Neutralatom-Basis einzeln ansteuern lassen. Diese Einheit basiert auf integrierten photonischen Schaltkreisen (photonic integrated circuits oder PICs) aus Lithiumniobat. Der PIC wird durch innovative Elektronik, aktives thermisches Management und präzise Verpackungstechnologie ergänzt. In enger Zusammenarbeit zwischen Forschungseinrichtungen und Industriepartnern wird ein 256- Kanal-Demonstrator entwickelt und in einem Quantencomputer von PlanQC getestet.
Innovation und Perspektiven
SQALES vereint aktuelle Forschungsergebnisse mit industrieller Umsetzungskompetenz und leistet einen entscheidenden Beitrag zur technologischen Souveränität Deutschlands und Europas im Bereich Quantentechnologie. Die erforschte Technik ist nicht nur für Neutralatomquantencomputer von Bedeutung, sondern auch übertragbar auf andere Quantencomputerplattformen basierend auf Ionenfallen oder andere photonische Systeme. Die Ergebnisse werden in die Kommerzialisierung durch PlanQC überführt, bieten aber auch breiten wissenschaftlichen Nutzen und Anwendungspotenzial in Quantennetzwerken und Sensorik.
