Bundesdruckerei setzt auf Quantencomputing

Eine zentrale Bedeutung auf dem Weg zu Quantencomputern können künftig Quantenchips einnehmen, die mit Licht arbeiten. Im Rahmen eines Forschungsentwicklungsauftrages der Bundesdruckerei hat Q.ANT einen ersten Prototypen entwickelt, der basierend auf Quanteneffekten erfolgreich Zufallszahlen simuliert.

Künftig könnten die dank Quanteneffekten extrem leistungsfähigen Prozessoren auch in Einrichtungen des Bundes und der öffentlichen Verwaltung komplexe Probleme lösen. Die Bundesdruckerei und Q.ANT kooperieren seit 2022 im Rahmen eines Forschungsentwicklungsauftrages und testen die Anwendbarkeit von Quantentechnologien.

Zahlen simulieren und Daten verschlüsseln

Im Rahmen dieses Auftrags wurde die erste Generation Chips zu einem Prozessor aufgebaut. In einem Funktionstest entstand ein System, um Zufallszahlen zu simulieren. Solche zufälligen Zahlenfolgen sind schwer zu erzeugen und können beispielsweise zur Verschlüsselung von Daten eingesetzt werden. Das System erfüllt dabei die Testkriterien des US National Institute of Standards and Technology (NIST) und könnte eine weitere sichere Quelle von Zufallszahlen darstellen, zusätzlich zu herkömmlichen physikalischen Generatoren.

Für die Quantenchips setzt Q.ANT auf eine eigene Technologieplattform. Zentrale Bestandteile der Chips sind die sogenannten optischen Wellenleiter, die die Kontrolle von Licht und Quanteneffekten in hochintegrierter Form ermöglichen. Dies wiederum ist Voraussetzung, um Quantentechnologien aus den Laboren in alltägliche Produkte zu bringen. Für den Aufbau der Chips nutzt das Unternehmen ein Materialsystem, das die elektronische Welt, basierend auf Silizium, mit der photonischen Welt verbindet. In diesem System werden sehr dünne Schichten aus Lithium-Niobat auf Silizium aufgebracht und anschließend zu optischen Wellenleitern strukturiert. Lithium-Niobat gilt heute als möglicher Schlüssel für das zukünftige photonische Quantencomputing.