Großauftrag für mobilen Quantencomputer

Quantum Brilliance und ParityQC entwickeln gemeinsam einen mobilen Quantencomputer. Als Konsortium sind die beiden Unternehmen unter den drei Finalisten des Projekts Mobiler Quantencomputer (MQC) der Agentur für Innovation in der Cybersicherheit (Cyberagentur). Ziel des Wettbewerbs ist die Miniaturisierung von Quantencomputern, um sie im Hinblick auf Größe, Gewicht und Energieverbrauch mobil einsetzen zu können. Phase III des Projekts läuft insgesamt 30 Monate und wird von der Cyberagentur mit insgesamt 35 Millionen Euro gefördert.

Mit einem mobilen Quantencomputer lassen sich hochkomplexe Simulationen in Quantengeschwindigkeit direkt vor Ort durchführen, ohne Rechenzentrum und Cloud-Infrastruktur. Das ermöglicht eine sichere und zuverlässige Rechenleistung auch in entlegenen Umgebungen. Der zu entwickelnde mobile Quantencomputer soll in erster Linie in Sicherheit und Verteidigung, aber auch in zivilen Szenarien zum Einsatz kommen. Die Technologie eignet sich etwa zum Berechnen komplexer Logistikszenarien und als Basis für leistungsstarke Verschlüsselungstechniken.

Quantum Brilliance nutzt für die Entwicklung von Quantenprozessoren synthetische Diamantsubstrate, in deren atomaren Kohlenstoffgittern einzelne Stickstoffatome platziert werden. Das so entstehende Stickstoff-Fehlstellen-Zentrum (NV-Zentrum) fungiert als Qubit für quantenmechanische Berechnungen. Dank der robusten atomaren Struktur ist der Betrieb des Quantencomputers bei Zimmertemperatur möglich. Die aufwendige kryogene Kühlung entfällt, dadurch steigt die Energieeffizienz. Diese Kombination aus Robustheit und geringem Energieverbrauch ist besonders wichtig für den mobilen Einsatz, da die Stromversorgung im Feld oft begrenzt ist und die Umgebungsbedingungen anspruchsvoll sein können. Darüber hinaus arbeitet das Unternehmen an einer weiteren Verkleinerung der Technologie, um sie auf Halbleiterchips bereitzustellen und so skalierbare Quantenlösungen für verschiedene Bereiche zu entwickeln. Diese integrierten Quantenchips bilden dann die Grundlage für die Massenproduktion und damit den großflächigen Einsatz der Technologie.

ParityQC ist zuständig für die Quantenarchitektur und Software für die NV-Center-Hardwareplattform. Dafür stellt das Unternehmen einen Hardware-nativen Compiler bereit, der reale Probleme in Quantengatter übersetzt, die spezifisch für die diamantbasierendte Hardware  sind. Mit der Architektur lassen sich Qubits effizienter nutzen und Fehler korrigieren. Darüber hinaus verhindert dieser Aufbau, dass einzelne Qubits über größere Entfernung miteinander agieren müssen, was im Rahmen der heutigen Technologie oft nur schwer möglich ist.