Sprung in die Quantenwelt

Co-Creation – Quantencomputing am FZ Jülich

Quantencomputing in Jülich: vielfältige Systeme mit großem Potenzial für Wissenschaft und Wirtschaft – und mehr als nur Hype.

Mai 2025

Quantentechnologie im Einsatz

Im Jahr 1961 setzten sich die USA ein kühnes Ziel: einen Menschen auf den Mond zu bringen. Die Grundlagen waren da, die Umsetzung ein Wagnis. Die Frage lautete nicht ob, sondern wie.

Auch das Quantencomputing steht heute an einer ähnlichen Schwelle. Was in der Theorie möglich ist, kann in der Praxis scheitern – und zugleich ganz neue Erkenntnisse hervorbringen. Denn Qubits, die kleinsten Informationseinheiten in einem Quantencomputer, verhalten sich in der Realität oft anders als auf dem Papier. Am Forschungszentrum Jülich ist die Arbeit mit Quantentechnologien bereits Realität. Schon früh hat man hier erkannt, welches Potenzial diese Wissenschaft und Forschung bieten – und gehandelt.

Über das Jülich Supercomputing Centre (JSC), das die öffentliche Nutzerinfrastruktur für Quantencomputer (JUelicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing, JUNIQ) betreibt, haben Forschende schon heute Zugang zu marktreifen Quantencomputern, darunter den größten und Europas ersten Annealer der Firma D-Wave, ein System auf Basis neutraler Atome des Unternehmens Pasqal sowie bald einen supraleitenden Quantencomputer des finnisch-deutschen Unternehmens IQM.

Der D-Wave Annealer ist für die so genannte „kombinatorische Optimierung“ konzipiert – durch spezielle Berechnungen ist er in der Lage, besonders komplexe Optimierungsprozesse in Echtzeit durchzuführen, zum Beispiel in der Logistik. Während das IQM-System ein „Allrounder“ ist, eignet sich das Pasqal System für die Quantensimulation. So zeigt es seine Stärke insbesondere bei der Entwicklung von neuen Materialien mit außergewöhnlichen Eigenschaften.

Forschungszentrum Jülich stärkt Quantenforschung mit dem Kauf eines D-WaveTM Annealing Quantencomputers

Das Gebäude der „JUelicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing" JUNIQ.

Vom Experiment zur Anwendung

Das Besondere an JUNIQ ist, dass Forschungseinrichtungen und Unternehmen die Möglichkeiten des Quantencomputings schon jetzt erforschen und neue Technologien entwickeln können, bevor der Einsatz von Quantencomputern „allgemeingebräuchlich“ ist. So können sie sich frühzeitig auf kommende Entwicklungen vorbereiten und Lösungen für die Probleme von morgen identifizieren.
Dabei ist JUNIQ mehr als ein Experimentierfeld, denn Forschungseinrichtungen und Unternehmen profitieren.

JUNIQ macht die Potenziale der unterschiedlichen Quantentechnologien erlebbar und hilft dabei, zukunftsfähige Lösungen zu finden. Durch Simulationen lassen sich beispielsweise Medikamente schneller entwickeln, Materialien mit außergewöhnlichen Eigenschaften entdecken oder komplexe Optimierungsprozesse effizient gestalten.

Quantencomputing ohne Quantencomputer?

Ja, das geht – mit Emulation. Dabei werden Quantenrechner auf klassischer Hardware simuliert. So lassen sich Erfahrungen sammeln, Algorithmen testen und reale Systeme vergleichen. Der Jülicher Emulator JUQCS hält hier Weltrekorde und emuliert heute schon ein ideales 48-Qubit-System – auf Supercomputern, Servern oder sogar Laptops.

2023 startete das JSC zusammen mit dem Siegener Start-up eleQtron ein neues Leuchtturmprojekt: EPIQ – die „Entwicklungspartnerschaft Ionenfallen-Quantencomputer in NRW“. Ziel ist ein modularer Superrechner, der klassische und Quantenmodule vereint. eleQtron steuert einen Ionenfallen-Quantencomputer mit innovativer Mikrowellensteuerung bei – eine Technologie, die an der Universität Siegen entwickelt wurde. Das System soll sich u.a. für maschinelles Lernen und KI-Training eignen. Gefördert wird EPIQ vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes NRW im Rahmen des Netzwerks EIN Quantum NRW.

EPIQ: Ein Quanten-Supercomputer made in NRW

Mehr als nur ein Hype

Quantencomputing ist kein ferner Traum mehr – es ist ein reales Werkzeug mit wachsender Bedeutung. Die Systeme am Forschungszentrum Jülich sind vielfältig, einsatzbereit und weltweit einzigartig in ihrer Kombination. Sie zeigen schon heute, was die Rechenpower der Zukunft leisten kann – und wie eng Fortschritt und Vision miteinander verwoben sind.

Informationen zu Infrastruktur, Zugang und Nutzungsmöglichkeiten der JUNIQ-Plattform

^{Bildnachweis: Sascha Kreklau/ Forschungszentrum Jülich}

Graffiti: Wissenschaftler und Geschäftsmann

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