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21 Mio. Euro von NRW

Quantencomputer für die Industrie

25. März 2024, 13:30 Uhr | Heinz Arnold

Mitarbeiter des Siegener Startups eleQtron arbeiten am Quantencomputer.

Das Forschungszentrum Jülich und eleQtron entwickeln einen modularen Quanten-Supercomputer made in NRW. Die Technologiepartnerschaft unterstützt die Landesregierung mit 21 Mio. Euro.

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Im Rahmen des vertraglich vereinbarten Projekts »Entwicklungspartnerschaft Ionenfallen-Quantencomputer in NRW (EPIQ)« entwickelt eleQtron einen Ionenfallen-Quantencomputer, der eng in die Höchstleistungsrechner-Infrastruktur des Jülich Supercomputing Centre (JSC) integriert wird. Es ist zusammen mit dem Münchner Unternehmen ParTec Vorreiter im vernetzten Betrieb unterschiedlicher Höchstleistungs-Rechensysteme“, erklärt »Wir sind führend in der Entwicklung von modularen Integrationstechnologien, die für die Kopplung zukünftiger Quantencomputer benötigt werden, und wir entwickeln hybride Quanten-HPC-Algorithmen«, erklärt Thomas Lippert, Leiter des JSC.

Damit hat eleQtron seinen dritten Quantencomputer verkauft. »Wir freuen uns sehr darüber, dass auch führende Zentren das Potenzial in unserer Technologie sehen«, sagte eleQtron-CEO Jan Leisse, Mitgründer und CEO von eleQtron.

Hybride quantenklassiche Algorithmen

Mit dem modularen System aus Höchstleistungsrechner und Quantencomputer können zum ersten Mal hybride quantenklassische Algorithmen in den praktischen Einsatz kommen. Das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen fördert das weltweit einzigartige »EPIQ«-Projekt, das aus dem Netzwerk »EIN Quantum NRW« entstanden ist, über eine Laufzeit von 4,5 Jahren mit etwa 21 Mio. Euro.

Der eleQtron-Quantencomuter soll im Forschungszentrum Jülich in zwei Stufen entstehen. In der ersten Stufe wird eleQtron bis Ende dieses Jahres ein Pilotsystem mit der Raumtemperatur-QPU (Quantum Processing Unit) »HiQ« mit bis zu 30 Ionenfallen-Qubits aufbauen und im Laufe des nächsten Jahres für die Integration mit dem Jülicher Supercomputer »JURECA DC« installieren. In der zweiten Phase wird eleQtron das Pilotsystem zu einem Endnutzersystem mit der Kryo-QPU »HiQ+« mit bis zu 60 Qubits ausbauen, die auf 4 K gekühlt werden, und es 2026 in Jülich installieren. Das Ziel am JSC ist, ein Hybrid-System aus Supercomputer und Quantencomputer zu schaffen. Im Zusammenspiel zwischen traditionellen digitalen Hochleistungsrechnern und den aufkommenden Quantencomputern ergibt sich global ein erhebliches Innovationspotenzial.

»Nordrhein-Westfalen bietet mit seiner starken Wirtschaft die besten Voraussetzungen für die Erforschung von technologischen Innovationen. Wir wollen die bedeutende Stellung beim Quantencomputing weiter ausbauen und unser Land zum Technologieführer bei Quantentechnologien machen«, sagte NRW-Ministerpräsident Hendrik Wüst erklärte anlässlich der Bekanntgabe der Partnerschaft und seines Besuchs bei eleQtron in Siegen. Die Entwicklungspartnerschaft zwischen eleQtron und dem Forschungszentrum Jülich sei dafür ein wichtiger Schritt. Mit ihr soll bis 2027 ein Quantencomputer – entwickelt und hergestellt von Forscherinnen und Forschern aus NRW – zur Serienreife weiterentwickelt werden.

In der Kooperation haben sich zwei Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft gefunden, die beide jeweils Vorreiterrollen im Deep-Tech-Bereich einnehmen. Das Siegener Startup eleQtron ist ein weltweit führender Hersteller von Quantencomputern. Die zwei Gründer Prof. Dr. Christof Wunderlich und Dr. habil. Michael Johanning haben am Bau des ersten deutschen Quantencomputers mitgewirkt. Der von eleQtron entwickelte Quantencomputer auf Basis der MAGIC-Technologie (MAgnetic Gradient Induced Coupling) ist technologisch vielversprechend – auch mit Blick auf die weltweite Konkurrenz. eleQtron‘s Quantencomputer sind skalierbar, immer mehr Qubits können zusammengeschlossen werden. Die Magie dahinter: die Qubits werden nicht einzeln mit Lasern, sondern mit Hochfrequenzwellen gesteuert.

»Die Partnerschaft mit dem renommierten Forschungszentrum Jülich und die Auslieferung des Quantencomputers sind ein großer Meilenstein für eleQtron«, sagte Jan Leisse. »Unser Ziel ist es, Quantencomputer als Schlüsseltechnologie der Zukunft schnell für industrielle Anwendungen marktreif zu machen. Hier in NRW haben wir ein großes Anwendungspotential in der Industrie. Diese Unternehmen können an der Spitze der Anwendungen stehen, wenn Quantencomputer auf den Markt kommen und mit ihrer disruptiven Kraft völlig neue Rahmenbedingungen für Geschäftsmodelle schaffen.«

Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputer

Seit 2015 hat sich das Forschungszentrum Jülich zum Ziel gesetzt, eine führende Entwicklungs- und Nutzergemeinschaft aus Industrie und Wissenschaft für die Anwendung von Quantencomputern in Deutschland und Europa zu etablieren. Dieser Gemeinschaft soll erstens Zugang zu Quantencomputern geboten werden, zweitens Unterstützung bei der Nutzung und drittens Zusammenarbeit bei der Entwicklung und Implementierung von Algorithmen. Zu diesem Zweck wurde durch Prof. Dr. Kristel Michielsen und Prof. Dr. Dr. Thomas Lippert am Jülich Supercomputing Centre, einem der weltweit führenden Rechenzentren, die User Facility »JUNIQ – JUelicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing« – geschaffen. »JUNIQ« bietet bereits heute Cloud-Zugriff und Unterstützung zu zwei führenden Quantencomputer-Emulatoren und einem Quantenannealer. Das erste kommerzielle gatterbasierte System, das »JUNIQ« anbieten möchte, soll im EPIQ-Projekt durch eleQtron ausgebaut und installiert werden.