ARQUE Systems entwickelt eine skalierbare Architektur für Quantencomputer auf Halbleiterbasis. Das Spin-off des Forschungszentrums Jülich und der RWTH Aachen University zielt auf eine der Herausforderungen des Quantencomputings: deutlich größere Qubit-Zahlen. Das erste System wird in Jülich aufgebaut.
Für viele praktische Anwendungen wären Quantencomputer mit Tausenden bis Millionen Quantenbits wünschenswert. ARQUE Systems setzt deshalb auf bewährte Verfahren aus der Halbleiterindustrie. Das zugrunde liegende Prinzip wurde in enger Zusammenarbeit zwischen dem Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen University entwickelt.
Der Ansatz basiert auf Spin-Qubits. Diese sind prinzipiell kleiner, robuster gegenüber Störungen und lassen sich perspektivisch in großer Zahl auf einem Chip integrieren. Eine zentrale Herausforderung ist die sogenannte Verschränkung der Qubits. Dafür müssen diese normalerweise sehr eng beieinanderliegen, was bei großen Qubit-Zahlen räumlich kaum realisierbar ist.
Auf dem Chip von ARQUE Systems können die Qubits mit einem patentierten Verfahren verschoben werden. Die Elektronen als Informationsträger der Qubits lassen sich entlang sogenannter Shuttling-Pfade über mehrere zehntausend Nanometer bewegen, ohne dass die empfindlichen Quantenzustände verloren gehen. So wird es möglich, auch räumlich entfernte Qubits miteinander zu verschränken.
Auch für die Industrie ergeben sich daraus erste Anknüpfungspunkte. Nach Abschluss der Testphase soll ein erstes System mit 5 Qubits am Jülich Supercomputing Centre in Betrieb gehen. Die dortige Quantencomputing-Infrastruktur JUNIQ ermöglicht Nutzer:innen Wissenschaft und Industrie Zugang zu modernen Quantencomputern unterschiedlicher Hersteller.
Alle wesentlichen Komponenten des Systems stammen aus der Region und wurden in Nordrhein-Westfalen bis zum Prototypenstadium entwickelt. Die ersten Prototypen des Prozessorchips wurden in der Helmholtz Nano Facility am Forschungszentrum Jülich gefertigt, die aktuelle Version entstand in Zusammenarbeit mit dem Entwicklungspartner Infineon.
