Rymax
In einer Vakuumkammer werden einzelne Atome (rot, blau) mit Laserstrahlen festgehalten und in sogenannte Rydberg-Zustände überführt, die kontrolliert hochverschränkte Quantenzustände einnehmen können.Bild: Henning Moritz, Univ. Hamburg
Motivation
Quantencomputer versprechen gegenüber klassisch digitalen Rechnern für bestimmte Aufgabenstellungen erhebliche Vorteile. Bislang ist es jedoch aufgrund der hohen technischen Komplexität noch nicht gelungen, einen praxistauglichen Quantencomputer mit einer ausreichenden Zahl an Quanten-Bits (Qubits) herzustellen. Es werden daher auch Alternativen zu den bislang im Mittelpunkt stehenden, gatterbasierten Quantencomputern gesucht. Der hier verfolgte Ansatz beruht auf dem Prinzip des sogenannten Quanten-Annealers. Dieser ist weniger komplex und daher im Hinblick auf das Erzielen eines Quantenvorteils weniger universell als ein gatterbasierter Ansatz. Er verspricht dafür jedoch ein früheres Erreichen der Schwelle zur Praxistauglichkeit speziell für Optimierungsprobleme.
Ziele und Vorgehen
Es wird ein vollständig kohärenter Quanten-Annealer auf der physikalischen Grundlage von 500 neutralen, in einem optischen Gitter gefangenen Ytterbium-Atomen aufgebaut. Hierfür sind in nahezu allen Komponenten und Teilsystemen, insbesondere bei der Laser-Kontrolltechnik erhebliche Fortschritte gegenüber dem Stand der Technik erforderlich. Der Verbund verfolgt das Ziel, einen entsprechenden Demonstrator bis Projektende fertigzustellen, in eine High-Performance-Computing-Umgebung einzubinden und interessierten Anwendern über einen Cloud-Zugang für einen HPC/Quantencomputer–Hybridbetrieb zugänglich zu machen.
Innovation und Perspektiven
Im Erfolgsfall kann der Rymax-Quanten-Annealer mittelfristig zu praxisrelevanten Größen skaliert und für eine Verwendung zur Lösung konkreter Problemstellungen der Industrie kommerziell verwertet werden. Längerfristig können dann einzelne Hardwarekomponenten und Komplettsysteme am Markt angeboten werden.
Projektdetails
Projektlaufzeit:
01.12.2021 - 30.11.2026
Projektvolumen:
29,0 Mio. Euro (zu 87,1 % durch das BMBF gefördert)
Projektkoordination
Prof. Dr. Klaus Sengstock
Universität Hamburg, Zentrum für optische Quantentechnologien
Luruper Chaussee 149
22761 Hamburg
Projektpartner
Hamburg / Germany
Kaiserslautern / Germany
Kaiserslautern / Germany
Landsberg am Lech / Germany
Martinsried / Germany
Mellingen / Germany
Tübingen / Germany
Hamburg / Germany
Großhansdorf / Germany
Hannover / Germany
Berlin / Germany
Hamburg / Germany
Hamburg / Germany
Übergeordnete Maßnahme
