ATIQ
Implementierung von Quantenalgorithmen aus Finanzwesen und Chemie auf einem Quantendemonstrator
ATIQ
Justage von Laserstrahlen für einen kryogenen Ionenfallen-Quantencomputer-DemonstratoraufbauBild: Leibniz Universität Hannover, T. Dubielzig
Motivation
Gefangene-Ionen-Quantenprozessoren haben den Vorteil der „Alle-zu-Alle-Konnektivität“ und haben Gatteroperationen und Kohärenzzeiten von höchster Güte. Im Projekt ATIQ werden zuverlässige Quantencomputer-Demonstratoren auf der Basis von gefangenen Ionen für komplementäre Anwendungsfälle entwickelt, u.a. Quantenchemie, Optimierungsprobleme mit vollständig parallelisierbaren Gattern und Kreditrisikozuweisung, mit dem Ziel, einen Quantenvorteil zu demonstrieren, der praktischen Nutzen hat.
Ziele und Vorgehen
Auf dem Weg dorthin gibt es drei zentrale technologische Herausforderungen, die ATIQ angehen wird:
- Ausrichtungsfreie optische Präparation, Manipulation und Auslesung,
- zuverlässige in die Falle integrierte kryogene Elektronik und verlässliche Fallentechnologie und
- Echtzeit-Steuerung und -Automatisierung für den 24/7 Betrieb und Nutzerzugriff.
Wo sinnvoll, werden diese Herausforderungen im Rahmen einer Hardware-Software-Co-Design-Strategie angegangen, um die Algorithmen und Compiler auf die Eigenschaften der Quantencomputer-Hardware zuzuschneiden und die Hardware-Architektur für bestimmte Algorithmen zu optimieren.
Innovation und Perspektiven
Innerhalb von 30 Monaten wird eine erste Generation von Demonstratoren mit einem 24/7-Benutzerzugriff für 10 Qubits und >99% Güte im Alle-zu-Alle- Gatter-Betrieb, einschließlich hybrider Rechenfähigkeiten durch eine Verbindung zu einem HPC, zur Verfügung gestellt. Zum Ende des Projekts wird die Leistung der Systeme auf 40+ Qubits erhöht, mit Single- und Multi-Qubit-Gatter-Güten von über 99,9 % bzw. 99,5 %.
Projektdetails
Projektlaufzeit:
01.12.2021 - 30.11.2026
Projektvolumen:
44,5 Mio. Euro (zu 84,1 % durch das BMBF gefördert)
Projektkoordination
Prof. Dr. Christian Ospelkaus
Leibniz Universität Hannover, Institut für Quantenoptik
Hannover
Projektpartner
Hannover / Germany
Aachen / Germany
Ulm / Germany
Aachen / Germany
Siegen / Germany
Hannover / Germany
Aachen / Jena / Germany
Neubiberg / Germany
Mainz / Germany
Frankfurt / Germany
Garbsen / Germany
Braunschweig / Germany
München / Germany
Berlin / Germany
München / Germany
Aachen / Germany
Gräfelfing / Germany
Braunschweig / Germany
Siegen / Germany
Berlin / Germany
Garching / Germany
Ingelheim am Rhein / Germany
Leverkusen / Germany
Hannover / Germany
Wolfsburg / Germany
Übergeordnete Maßnahme
