Kooperation von Universitäten, angewandten Forschungseinrichtungen und Start-ups
Ein Konsortium um das Quanten-Start-up Q.ANT erhält rund 50 Millionen Euro Forschungsförderung. Rund 42 Millionen Euro davon übernimmt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), rund 8 Millionen Euro steuern die Konsortialpartner*innen bei. Mit den Fördermitteln soll eine Demonstrations- und Testanlage für photonische Quantencomputer-Chips und andere Quantencomputer-Komponenten aufgebaut werden. Das Konsortium soll damit Algorithmen und Technologien für das photonische Quantencomputing erforschen und den industriellen Einsatz vorbereiten. Q.ANT, eine hundertprozentige Tochter von TRUMPF, hatte vor Kurzem ein Verfahren präsentiert, das die Herstellung sehr leistungsfähiger Quantencomputer-Chips ermöglicht. Durch das Aufbringen hochspezieller Lichtkanäle auf Silizium-Chips lassen sich mit diesem sogenannten Photonik-Chip-Verfahren Quanten auch bei Raumtemperatur nahezu verlustfrei führen, steuern und kontrollieren. In Zukunft ermöglicht dies den Einsatz der Chips auch bei herkömmlichen Großrechnern.
„Quantencomputer made in Germany“
„Die Förderung ist ein wichtiges Signal für den Innovationsstandort Deutschland. Wir stehen am Beginn des Quantencomputerzeitalters und das weltweite Rennen um Marktanteile dieser Zukunftstechnologie hat begonnen. Die nun bereit gestellten Mittel für diese Forschungsallianz sind ein wichtiger Baustein für einen Quantencomputer made in Germany“, sagt Michael Förtsch, CEO von Q.ANT. Das Forschungsprojekt läuft unter dem Namen „PhoQuant“ und hat eine Laufzeit von fünf Jahren. Dem Konsortium unter industrieller Führung von Q.ANT gehören insgesamt 14 weitere deutsche Firmen, angewandte Forschungsinstitute und Universitäten an.
Quantencomputer-Chips und Arbeitsplätze
Anwendungsfelder eines Computers mit Quanten-Chips liegen aus heutiger Sicht beispielsweise in der Chemieindustrie, der Biomedizin oder in der Materialwissenschaft. „Die Zusammenarbeit von Spitzenforschung und Unternehmen ist der Schlüssel zu Quantencomputer-Chips aus Deutschland und entsprechenden Arbeitsplätzen. Nur wenn Wirtschaft, Universitäten und angewandte Forschungsinstitute eng kooperieren, können aus dem Know-how des Wissenschaftsstandorts Deutschland auch erfolgreiche Industrieprodukte entstehen“, sagt Förtsch. Innerhalb von zweieinhalb Jahren wollen die Projektpartner einen ersten Prototyp vorstellen. In spätestens fünf Jahren soll ein Quantencomputer-Chip entstehen, der weitreichende Berechnungen anstellen kann.
Grundlagenforschung aus Deutschland
Das Institut für Photonische Quantensysteme (PhoQS) wird die am Standort Paderborn vorhandenen Expertisen in den Bereichen der integrierten Optik und Quantenoptik, der Quanteninformationstheorie sowie der Algorithmik und Elektrotechnik bündeln, um im Verbund große Quantensysteme für die lichtbasierte Quanteninformationsverarbeitung zu implementieren, kontrollieren und charakterisieren. „Wir haben in den letzten Jahren und Jahrzehnten in der Forschung auf diesem Gebiet weltweit führende Pionierarbeit in der Grundlagenwissenschaft geleistet. Das Projekt gibt uns erstmals die Möglichkeit, diese mit Demonstrationsaufbauten in die Anwendung zu bringen“, sagt Prof. Dr. Christine Silberhorn von der Universität Paderborn.
Von der Forschung in die Anwendung
Die beteiligten Partner*innen bringen verschiedene Kompetenzen in das Konsortium ein. Die Universitäten sollen Grundlagenwissen zum Verhalten von Quanten entwickeln und beisteuern. Die angewandten Forschungsinstitute sollen dabei unterstützen, das Wissen in praxistaugliche Verfahren zu überführen. Die beteiligten Start-ups sollen Komponenten von Quantencomputerchips entwickeln und bauen.
Das Projekt „PhoQuant“ ist Teil des BMBF-Rahmenprogramms „Quantentechnologien – von den Grundlagen zum Markt“. Beteiligt ist etwa das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena. „Jenaer Forschende entwickeln im Rahmen dieses Projekts unter anderem integriert optische Quantenlichtquellen und verlustarme integriert optische und faseroptische Interferometer als elementare Bausteine photonischer Quantenrechner“, sagt Prof. Dr. Andreas Tünnermann, Leiter des Fraunhofer IOF. „Hierfür ist neben Kompetenzen in der Quantenoptik und Photonik insbesondere Know-how in der hybriden Aufbau- und Verbindungstechnik von Nöten. Diese Kompetenzen bringen wir in das hoch dynamische Projekt ein, um zusammen mit allen beteiligten Firmen und Institutionen unser gemeinsames Ziel umzusetzen: einen leistungsfähigen photonischen Quantencomputer zu realisieren.“
Insgesamt arbeiten bei dem Forschungsprojekt 14 Partner*innen zusammen: Q.ANT GmbH, Universität Paderborn, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Universität Ulm, HQS Quantum Simulations GmbH, Humboldt-Universität zu Berlin, Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme, Swabian Instruments GmbH, TEM Messtechnik GmbH, ficonTEC Service GmbH, Freie Universität Berlin und Menlo Systems GmbH.
