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JUNIQ Systeme und Emulatoren
JUNIQ ist eine herstellerneutrale Forschungs- und Nutzerplattform, die europäischen Forschenden aus Wissenschaft und Industrie einen einfachen und auf Peer-Review basierenden Zugang zu Quantencomputern unterschiedlicher Reifegrade sowie zu Software-Emulatoren (JUQCS, Qaptiva) bietet. Die Quantencomputer lassen sich in analoge (JUPSI, JADE) und digitale Systeme (JION, JIQCER, JAQUI) kategorisieren. Zusätzlich zu diesen vom JSC betriebenen Systemen bietet JUNIQ einen Cloud-Zugang zu weiteren Systemen. Die Emulatoren und die Quantencomputer sind derzeit über die JUNIQ-Cloud-Plattform zugänglich oder werden dort in Kürze verfügbar sein.
Software-Emulatoren
Quantencomputer-Emulatoren simulieren die Funktionsweise von Quantencomputern auf konventionellen Computern.
JUQCS
Der Jülich Universal Quantum Computer Simulator (JUQCS) ist ein massiv-paralleler Emulator für gatterbasierte Quantencomputer, der auf herkömmlichen Computern jeglicher Art und Größe mit CPUs und GPUs eingesetzt werden kann, darunter auch auf dem Exascale-System JUPITER. Er bietet massiv-parallele Emulationsfunktionen zur Validierung von Hardware und zum Benchmarking von Algorithmen. Digital-Twin-Frameworks werden hardwarespezifische Rauschmodelle, Gate-Fidelitäten und Konnektivitätsbeschränkungen emulieren und so die Lücke zwischen theoretischen Entwürfen und praktischen Implementierungen schließen. Diese Werkzeuge unterstützen die plattformübergreifende Performancevalidierung und beschleunigen die Entwicklung anwendungsrelevanter Quantencomputing-Lösungen in ganz Europa. Zudem bieten sie eine wichtige Benchmarking-Umgebung zur Bewertung der Fortschritte im Bereich der Fehlertoleranz.
Im Jahr 2019 stellte JUQCS den Weltrekord für die Simulation eines universellen Quantencomputers mit 48 Qubits auf. Im Jahr 2025 wurde dieser Rekord mit einer Simulation von 50 Qubits auf dem Supercomputer JUPITER eingestellt.
Eviden Qaptiva 800
Die Qaptiva 800 ist eine Plattform zur Simulation verschiedener Quantentechnologien, die bis zu 40 Qubits sowohl unter rauschbehafteten als auch unter rauschfreien Bedingungen emulieren kann. Erfahren Sie mehr auf der Website von Eviden.
Analoge Quantencomputer
Ein analoger Quantencomputer löst Probleme, indem er ein physikalisches Quantensystem unter einem festgelegten Hamilton-Operator kontinuierlich weiterentwickelt, sodass die natürliche Dynamik des Systems die Berechnung durchführt.
JUPSI – JUelich Pioneer for Spin Interference
Ein analoger Quantencomputer vom Typ Quanten-Annealer
Systemdetails
- AdvantageTM System von D-Wave Systems
- Mehr als 4.400 supraleitende Qubits
- Mehr als 40.000 Koppler
- 15-Wege-Qubit-Konnektivität
JUNIQ wurde 2019 zum ersten D-Wave Leap™-Cloud-Standort in Europa. Seit 2022 bietet das Unternehmen einen peer-reviewten, souveränen Cloud-Zugang zum Advantage 1-System mit dem Namen JUPSI-1. Das System wird gemäß europäischer Gesetzgebung als europäischer Knotenpunkt von D-Wave betrieben und ist im JSC im eigens dafür errichteten, vibrationsfreien JUNIQ-Gebäude untergebracht. JUPSI-1 wurde 2024 erworben und 2025 mit einem Advantage 2-Chip aufgerüstet. Es unterstützt nun fortgeschrittene Quanten-Annealing-Experimente sowie die Forschung zur tiefen Integration mit JUPITER. Ein zweites Advantage™ 2-System (JUPSI-2) wurde 2026 installiert, um den Zugang auf Produktionsniveau zu gewährleisten. Die auf einem Peer-Review basierende Nutzung von JUPSI-1 hat bereits bemerkenswerte wissenschaftliche Ergebnisse hervorgebracht, darunter die Realisierung des Zerfalls des falschen Vakuums (Vodeb et al., 2025) und die Proteinfaltung auf Gitter auf minimalen Gittern (Irbäck et al., 2025).
Beim Quanten-Annealing werden Berechnungen durchgeführt, indem zunächst ein verbundenes System aus Qubits in einen einfachen und bekannten Zustand mit der niedrigsten Energie gebracht wird, der in der Basis eines initialen Hamilton-Operators beschrieben wird. Dieser Zustand erweist sich als ein uniformer Superpositionszustand, der in der Basis des finalen Hamilton-Operators beschrieben wird, der das zu lösende Problem kodiert. Das System wird dann durch adiabatische Änderung der Wechselwirkungen der Qubits in den Zustand mit der niedrigsten Energie des gesuchten klassischen Problems, den zweiten Hamilton-Operator, überführt. Quanten-Annealing kann insbesondere zur Lösung von Optimierungs-, Stichproben- und maschinellen Lernproblemen eingesetzt werden.
Aktuelle Pressemitteilungen und News
JADE – Jülich neutral Atom DEvice
Ein analoger Quantencomputer vom Typ Quantensimulator.
Systemdetails
- Fresnel-System von Pasqal
- Mehr als 100 Qubits aus neutralen Rubidiumatomen
- 1D und 2D Atom-Geometrie
JADE wurde Ende 2024 im JUNIQ-Gebäude im Rahmen des vom JSC geleiteten EuroHPC-JU-Projekts HPCQS (High Performance Computing Quantum Simulator hybrid) installiert. Neben JADE wird auch ein Zwillingssystem bei GENCI/CEA betrieben. JADE unterstützt hybride Quanten-HPC-Simulationen und ist eng in die modulare HPC-Umgebung des JSC integriert.
Die Quantenverarbeitungseinheit (quantum processing unit; QPU) des Pasqal-Quantensimulators basiert auf einer konfigurierbaren Anordnung einzelner neutraler Rubidiumatome. Diese Anordnung kann als Register betrachtet werden, in dem jedes einzelne Atom die Rolle eines Qubits übernimmt. Mithilfe von Laserstrahlen werden Register aus mehr als hundert Qubits zusammengestellt und ausgelesen sowie vollständig programmierbare Quantenverarbeitungsvorgänge durchgeführt. Darüber hinaus werden elektronische Steuerungen eingesetzt, um die Lichteigenschaften anzupassen, Befehle aus dem Quanten-Software-Stack auszuführen und Informationen durch Atomdetektion zu extrahieren.
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Digitale Quantencomputer
Ein digitaler Quantencomputer führt Berechnungen durch, indem er eine Abfolge diskreter Quantenlogikgatter auf Qubits anwendet – analog dazu, wie klassische digitale Computer Algorithmen durch logische Operationen ausführen.
JION – Jülich trapped-ION quantum computer
Ein digitaler Quantencomputer Ionenfallen.
Systemdetails
- Auf Ionenfallen basierender Quantencomputer von eleQtron
- Über 30 Qubits aus ionisierten Ytterbiumatomen
- MAGIC (Magnetic Gradient Induced Coupling) für eine All-to-All-Konnektivität der Qubits
Im Rahmen des EPIQ-Projekts, einer 2023 ins Leben gerufenen Partnerschaft zwischen JSC und eleQtron, wird ein 50-Qubit-Ionenfallen-System namens JION (Jülich trapped-ION quantum computer) entwickelt, das vom MKW-NRW finanziert wird und mit JURECA-DC integriert werden soll.
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JIQCER-5 – Jülich IQM Quantum Computing ExpeRience
Ein supraleitender digitaler Quantencomputer.
Systemdetails
- IQM SparkTM System von IQM Quantum Computers
- 5 supraleitende Qubits
- 4 Koppler
- Quadratische Gittertopologie
Im Rahmen des JUNIQ Upgrades wurde Ende 2024 der erste kommerzielle, Gatter-basierte, supraleitende Quantencomputer, ein IQM-Spark-System mit fünf Qubits namens JIQCER-5 (Jülich IQM Quantum Computing ExpeRience) in Betrieb genommen.
Aktuelle Pressemitteilungen und News
JAQUI-5 – Jülich ArQUe semIconductor quantum computer
Ein digitaler Halbleiter-Quantencomputer.
Systemdetails
- Halbleiterbasiertes Quantencomputersystem von ARQUE Systems
- 5 Elektronen-Spin-Qubits aus Silizium
- Qubit-Konnektivität: Elektronen-Shuttle zum Transport von Elektronen über den Chip
JAQUI-5, finanziert vom FZJ, wurde 2025 installiert und Anfang 2026 in Betrieb genommen. Dieses Pilotsystem soll durch einen skalierbaren, halbleiterbasierten Quantencomputer mit bis zu 200 Qubits ersetzt werden, der ebenfalls in die HPC-Infrastruktur des JSC integriert werden soll.
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Nutzerdokumentation wird zeitnah verfügbar sein.
Cloud-Zugang & zukünftige Systeme
QSolid-Quantencomputer (in Entwicklung)
QSolid ist ein Konsortium aus 25 deutschen Forschungsinstituten und Unternehmen, das sich zum Ziel gesetzt hat, über einen Zeitraum von fünf Jahren die Fehlerrate von Qubits zu verbessern. Das anfängliche Ziel ist die Entwicklung eines Quantencomputers mit 10 hochqualitativen Qubits, wobei bis zum Ende des Projekts eine Steigerung auf bis zu 30 Qubits angestrebt wird. Das im Rahmen des Projekts entwickelte Ökosystem wird vollständig in die Supercomputing-Umgebung von JUNIQ integriert und externen Nutzern zugänglich gemacht.
OpenSuperQplus-Quantencomputer (in Entwicklung)
Im Rahmen des Quantum-Flagship-Projekts OpenSuperQplus wird derzeit ein gatterbasierter Quantencomputer mit supraleitenden Qubits entwickelt.
Letzte Änderung: 19.08.2026