PhotonQ – Messbasierter und skalierbarer Quantenprozessor

Quantencomputer sollen einmal in hohem Tempo Problemstellungen lösen, die für klassische Computersysteme nicht bearbeitbar sind. Bis die Rechner jedoch praxistauglich werden, müssen sie eine deutlich höhere Anzahl an Qubits verarbeiten und niedrigere Fehlerraten aufweisen. Ein Forschungsverbund unter Federführung von Prof. Stefanie Barz von der Universität Stuttgart entwickelt hierfür nun einen photonischen Quantenprozessor, der die Realisierung von Quantenalgorithmen mit wenigen Qubits erlaubt und perspektivisch eine schnelle Skalierung auf praxisrelevante Qubit-Zahlen ermöglichen soll.

Um neue, skalierbare Quantenprozessoren zu erforschen, gibt es die verschiedensten Ansätze: Atom- und Ionenfallen, Supraleiter, Halbleiter oder verschränkte Photonen. Im Projekt PhotonQ, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 16 Millionen Euro gefördert wird, möchten die Universitäten Stuttgart, Würzburg, Mainz und Ulm, die Technische Universität München, das Institut für Mikroelektronik Stuttgart und die Vanguard Automation GmbH einen Prozessor für einen photonischen Quantencomputer entwickeln. Das Herz des Quantenprozessors ist ein integrierter photonischer Chip.

IMS CHIPS entwickelt in PhotonQ die integrierten photonischen Chips mit neuartigen Komponenten wie extrem dämpfungsarmen Phasenschiebern (siehe Bild Titelseite: Prinzip des messbaren Quantenprozessors). Zusätzlich soll eine optische AVT mit geringen Übertragungsverlusten etabliert werden.