Photonisches Quantencomputing

Das DLR beabsichtigt prototypische Quantencomputer unterschiedlicher Architekturen bauen zu lassen. Die Ergebnisse dieser Arbeiten finden Eingang in die Kernaufgaben des DLR: Die Lösung wissenschaftlicher, wirtschaftlicher und sicherheitsrelevanter Herausforderungen. Der Aufbau eines industriellen Ökosystems und die Umsetzung in wirtschaftlich relevante Anwendungen sollen dieses Ziel unterstützen.

In diesem strategisch, zukunftsrelevanten und aktuell nahezu exponentiell wachsendem Forschungs- und Entwicklungsbereich werden derzeit auch auf internationaler Bühne entscheidende Weichen gestellt. Das Quantencomputing-Potenzial zählt zu den grundlegenden und wegweisenden Kompetenzen für eine zukünftige internationale Spitzenposition der deutschen Wirtschaft. Das DLR wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit Ressourcen zur Entwicklung eines Konsortiums ausgestattet. Hierzu vergibt das DLR Aufträge im Bereich Quantencomputing an Unternehmen im Rahmen eines wettbewerblichen Verfahrens. Dabei werden die benötigten notwendigen Kompetenzen von der Forschung und Entwicklung bis zu innovativen Anwendungsfeldern aufgebaut. Das DLR bringt dabei die eigenen Fähigkeiten und Fragestellungen in Forschung und Entwicklung u. a. durch seine neu gegründeten Institute für Quantentechnologie in Ulm sowie für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik in Hannover ein.

Ein vielversprechender Technologieansatz für das Quantencomputing ist die Realisierung von Qubits auf Basis photonischer Systeme. Das Skalierungspotential photonischer Plattformen ist erheblich, dennoch wurden Quantenprozessoren auf photonischer Basis im Vergleich zu anderen Plattformen bisher weniger weit entwickelt. Ziel dieser Ausschreibung ist die Beschaffung eines prototypischen photonischen Quantenprozessors mit 8 bzw. >64 photonischer Qubits in zwei Ausbaustufen, der skalierbar und perspektivisch fehlerkorrigierbar ist, und auf dem generische Algorithmen mit hoher Nutzerfreundlichkeit ausgeführt werden können. In mehreren Phasen soll die sukzessive Entwicklung zu wachsenden Zahlen von Eingangsmoden und wachsenden Zahlen photonischer Qubits in einer Gesamtprojektlaufzeit von 4 Jahren erfolgen.

Hauptort der Ausführung: DLR Standort Innovationszentrum Ulm (in Planung/Aufbau)

Leistungsgegenstand ist der Bau eines Quantenprozessors auf Basis photonischer Schaltkreise. In mehreren Phasen erfolgt die sukzessive Entwicklung von Systemen mit wachsenden Zahlen von Eingangsmoden und photonischer Qubitzahlen. Der Prozessor soll durch die Realisierung effektiver ein- und mehr Qubit Gatter zur Durchführung generischer Algorithmen programmierbar sein, dies kann zum Beispiel auf Basis des measurement-based Modells in Form eines one-way Quantencomputers erfolgen. Innerhalb einer Projektlaufzeit von 4 Jahren soll ein Demonstrator mit 8 photonischen Qubits (nach 3 Jahren) und perspektivisch ein System mit ≥64 photonischen Qubits nach der Gesamtprojektlaufzeit von 4 Jahren realisiert werden. (siehe auch die beiliegende Leistungsbeschreibung).

Anzahl der eingegangenen Angebote von KMU: 5

Anzahl der elektronisch eingegangenen Angebote: 5