Im Auftrag der deutschen Cyberagentur Quantum Brilliance und ParityQC entwickeln mobilen Quantencomputer

Quelle: Pressemitteilung Quantum Brilliance 1 min Lesedauer

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Das Stuttgarter Unternehmen Quantum Brilliance und ParityQC aus Innsbruck arbeiten gemeinsam an einem mobilen Quantencomputer. Die Entwicklung findet im Rahmen des Forschungsprojekts „Mobiler Quantencomputer“ (MQC) der Agentur für Innovation in der Cybersicherheit GmbH (Cyberagentur) statt.

Der von Quantum Brilliance und ParityQC entwickelte Quantenbeschleuniger soll die Größe einer handelsüblichen Grafikkarte haben und ist speziell für den mobilen Einsatz konzipiert.(Bild:  Quantum Brilliance)
Der von Quantum Brilliance und ParityQC entwickelte Quantenbeschleuniger soll die Größe einer handelsüblichen Grafikkarte haben und ist speziell für den mobilen Einsatz konzipiert.
(Bild: Quantum Brilliance)

Ziel der Forschung ist die Miniaturisierung von Quantencomputern, um sie im Hinblick auf Größe, Gewicht und Energieverbrauch mobil einsetzen zu können. Die aktuelle dritte Phase des Projekts läuft 30 Monate und die Cyberagentur fördert diese mit insgesamt 35 Millionen Euro.

Mobile Quantencomputer als Sicherheitsvorteil

Die Entwickler erhoffen sich durch mobile Quantencomputer die Durchführung hochkomplexer Simulationen in Quantengeschwindigkeit direkt vor Ort, ohne Rechenzentrum und Cloud-Infrastruktur. Das soll die Rechenleistung auch in entlegenen Umgebungen gewährleisten.

Nach seiner Fertigstellung soll der Quantencomputer zunächst in Sicherheit und Verteidigung zum Einsatz kommen. Das kommt beispielsweise in Frage zur Berechnung komplexer Logistik-Szenarien und als Basis für Verschlüsselungstechniken zum Schutz kritischer Infrastrukturen.

Diamantbasierte Quantenprozessoren

Quantum Brilliance nutzt für die Entwicklung von Quantenprozessoren synthetische Diamantsubstrate, in deren atomaren Kohlenstoffgittern einzelne Stickstoffatome platziert sind. Das so entstehende Stickstoff-Fehlstellen-Zentrum (NV-Zentrum) fungiert als Qubit für quantenmechanische Berechnungen.

Diese atomare Struktur erlaubt laut den Entwicklern den Betrieb des Quantencomputers bei Zimmertemperatur. Die sonst typische kryogene Kühlung entfällt, wodurch die Energie-Effizienz steigen soll. Da die Stromversorgung im Feld oft begrenzt ist, ist die Kombination aus Robustheit und geringem Energieverbrauch wichtig für den mobilen Einsatz.

Architektur und Betriebssystem „übersetzen“ Informationen

ParityQC ist zuständig für die Quantenarchitektur und Software für die „NV-Center“-Hardwareplattform von Quantum Brilliance. Dafür stellt das Unternehmen einen Hardware-nativen Compiler bereit, der reale Probleme in Quantengatter übersetzt, damit die diamantbasierte Hardware von Quantum Brilliance diese auswerten kann.

Mit dieser Architektur lassen sich laut ParityQC Qubits effizient nutzen und eventuell auftretende Fehler korrigieren. Zudem verhindert dieser Aufbau, dass einzelne Qubits über größere Entfernung miteinander agieren müssen.

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