Fraunhofer HHI Quantencomputing für jedermann

Im UNIQORN-Projekt werden innerhalb der nächsten drei Jahre SoCs mit Quantentechnik entwickelt.
Im UNIQORN-Projekt werden innerhalb der nächsten drei Jahre SoCs mit Quantentechnik entwickelt.

Quantentechnologie als günstiges System-on-Chip. Dieses Ziel verfolgen 17 Forschungspartner im EU-Projekt UNIQORN. Die Basistechnologie dafür kommt aus der Photonik und soll bis 2021 auf quantenmechanische Systeme angepasst werden.

Die Forschungsarbeit ist Teil eines Quantentechnologie-Flagship-Projekts der EU. Flagship-Projekte vergibt die EU nur im Bereich von ausgewählten Schlüsseltechnologien. Die Forschung und Entwicklung im Bereich Quantenkommunikation wird mit insgesamt 130 Millionen Euro gefördert, die sich auf 20 Projekte aufteilen.

Am UNIQORN-Projekt beteiligt sind unter anderem das Austrian Institute for Technology (AIT), das auch als Projektkoordinator fungiert, das Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI) und das IMEC aus Belgien.

Der Fokus des Projekts liegt auf Schlüsselkomponenten für Quantenkommunikationssysteme, die unter anderem zur Generierung von echten Zufallszahlen und sicherer Schlüsselverteilung eingesetzt werden. Relevant dafür sind integrierte System-on-Chips (SoC). Die Fertigungstechnik für solche SoCs bildet die Grundlage für miniaturisierte optische Systeme, die quantenmechanische Eigenschaften wie etwa Verschränkung und gequetschtes Licht nutzen können.

Grundlagen werden aus der Photonik übernommen

Hier hat das HHI eine Integrationsplattform (»PolyBoard«) entwickelt, mit der sich diskrete Optikelemente wie Wellenleiter oder Photonenquellen auf einen einzigen Chip integrieren lassen. Bisher wird die Plattform zur Fertigung von miniaturisierten Bauelementen für die Telekommunikation und mikro-optischen Chips für die Sensorik genutzt.

Nun soll sie in den kommenden Jahren auf Quantenmaterialien angepasst werden. Dadurch sollen bekannte Materialsysteme für die Quantentechnologie direkt mit photonisch-integrierten Schaltkreisen verknüpft werden können, ohne die Leistungsfähigkeit der mikro-optischen Komponenten einzuschränken oder den miniaturisierten Aufbau einzubüßen.

Projektlaufzeit und Partner

Das Projekt beginnt im Oktober 2018 und läuft bis September 2021. Beteiligt sind aus der Grundlagenforschung die auf Quantenmechanik spezialisierten Universitäten Wien, Paderborn und Innsbruck sowie die Technical University of Denmark.

Expertise in den Bereichen Photonik, Elektronik und Integration bringen u.a. die Eindhoven University of Technology, das Politecnico Milano und Smart Photonics in das Projekt mit ein.

Die Perspektive der Industrieanwender wird durch den Systemanbieter Mellanox und den Betreiber Cosmote vertreten. Die Evaluierung im Feld erfolgt in einer Smart-City Testumgebung, die von der Universität Bristol betrieben wird.