Bei EPIQUE befassen sich Experten mit der Entwicklung einer photonischen Quantencomputerplattform – sozusagen lichtbasierte Hardware für die Realisierung eines Quantencomputers. Die Basis dafür bildet die Photonik: die gezielte Nutzung und Manipulation von Licht beziehungsweise Photonen. Das sind kleine Lichtteilchen, aus denen elektromagnetische Strahlung besteht. Photonische Geräte bieten gleich mehrere Vorteile: zum Beispiel eine geringe Dekohärenz, also kaum Verlust von Quanteneigenschaften, und eine natürliche Konnektivität für verteiltes Quantencomputing.
„Die bisherigen Errungenschaften wurden allerdings oft durch nicht-skalierbare Geräte eingeschränkt“, erklärt Prof. Dr. Christine Silberhorn, Physikerin und Sprecherin des Instituts für Photonische Quantensysteme (PhoQS) an der Universität Paderborn. Die Paderborner Wissenschaftler arbeiten bereits seit einiger Zeit daran, skalierbare Methoden zur Kontrolle von Quantensystemen für die nächste Generation von Rechnern zu entwickeln. Diese ermöglichen es, Quellen für einzelne Photonen sowie Verschaltungen mehrerer Lichtteilchen mittels ultraschneller Elektronik präzise zu steuern. Skalierbarkeit ist eine der Grundvoraussetzungen für Quantencomputer.
Realisierung einer universellen Quantencomputerplattform
Das Konsortium will die europäische Führungsrolle bei integrierten optischen Quantencomputingplattformen für sich nutzen. Experten aus dem akademischen Bereich sowie aus kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) arbeiten dabei mit dem Ziel zusammen, technologische Durchbrüche zu erzielen, die für die Realisierung einer universellen Quantencomputerplattform, also einer Plattform für einen vollprogrammierbaren Quantencomputer, erforderlich sind. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Bereich der Nanofabrikation, die neuartige schnelle und verlustarme Schaltvorgänge, verbesserte Quantenlichtquellen und -detektoren, neue Schnittstellenmöglichkeiten und direkt beschreibbare modulare Chips hervorbringen soll.
„EU-Flagschiff“
Konsortialführer ist die Sapienza-Universität in Rom. Von der Universität Paderborn sind Wissenschaftler der Arbeitsgruppe „Integrierte Quantenoptik“ an dem Vorhaben beteiligt. Das Projekt ist Teil des EU-Quantum Flagship-Programms, das 2018 als eine der größten und ehrgeizigsten Forschungsinitiativen der Europäischen Union ins Leben gerufen wurde.
Mit einem Budget von mindestens einer Milliarde Euro und einer Laufzeit von zehn Jahren bringt es Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Industrie, Unternehmen und politische Entscheidungsträger in einer gemeinsamen Initiative zusammen.
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