Projekte
Das Institut beteiligt sich an zahlreichen wissenschaftlichen Projekten. In diesem Abschnitt führen wir unsere wichtigsten Projekte auf.
Control for quantum technology development (QRUISE)
Das Projekt QRUISE des Helmholtz-Validierungsfonds entwickelt das C³ Toolkit - eine Sammlung von Algorithmen, Optimierern, Simulatoren, Werkzeugen für maschinelles Lernen und anderen Softwarekomponenten, die die Entwicklung der Quantentechnologie beschleunigen und ihre Anwendung verbessern sollen.
Projektende: 2024
Quantum Computing Enhanced Service Ecosystem for Simulation in Manufacturing (QUASIM)
Ziel des Projekts "QC-Enhanced Service Ecosystem for Simulation in Manufacturing" (QUASIM) ist die Entwicklung und Erprobung von Algorithmen und Technologien des Quantencomputings (QC) für kritische Simulationsfragestellungen in der Fertigung, methodische Einbettung in Industrie 4.0 Frameworks als "Quantum-as-a-Service" (QaaS).
Projektende: 2026
Diamond spin-photon-based quantum computer (Spinning)
Das Verbundprojekt "SPINNING" (Diamant-Spin-Photonen-basierter Quantencomputer) hat zum Ziel, den Demonstrator eines Quantenprozessors "made in Germany" sowie die notwendige Peripherie zur Anbindung des Prozessors an klassische Computersysteme zu entwickeln. Der Quantenprozessor basiert auf sogenannten Spin-Qubits in synthetischem Diamant.
Projektende: 2024
Digital Analog Quantum Computer (DAQC)
Ziel dieses Verbundprojekts ist die Herstellung und der kontinuierliche Betrieb eines digital-analogen Quantencomputers und der dazugehörigen Kalibrierungs- und Steuerungstechnik. Dieser Quantencomputer soll in eine Hochleistungsrechnerumgebung integriert werden, in der der Quantenprozessor die Funktion eines Rechenbeschleunigers übernimmt. So soll bereits in den nächsten Jahren mit Hilfe von DAQC nicht nur Quantenüberlegenheit, sondern ein echter Quantenvorteil erreicht werden.
Projektende: 2025
German Quantum Computer based on Superconducting Qubits (GEQCOS)
Die Realisierung von Quantencomputern und die Erzeugung der für ihre Funktion notwendigen sogenannten Quantenbits oder kurz Qubits ist derzeit eine große Herausforderung. Die zugehörigen Quantenzustände sind in der Regel sehr empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen und nicht sehr stabil. Dies ist derzeit ein großes Hindernis für den praktischen Einsatz. Um hier Fortschritte zu erzielen, verfolgen die Partner des Verbundprojekts GEQCOS einen neuen Ansatz zur Erzeugung von Qubits auf der Basis von supraleitenden Schaltkreisen. Ziel ist es, einen Quantenprozessor zu realisieren, mit dem sich die Machbarkeit des gewählten Konzepts demonstrieren lässt.
Projektende: 2025
Matter and Light for Quantum Computing (ML4Q)
Langfristiges Ziel von ML4Q ist es, unter Nutzung der Prinzipien der Quantenmechanik neue Rechen- und Netzwerkarchitekturen zu entwickeln, deren Leistungsfähigkeit alles klassisch Vorstellbare übersteigt.
Projektende: 2025
Munich Quantum Valley Quantencomputer Demonstratoren (MUNIQC Atoms)
Ziel der Allianz ist die Realisierung eines Quantenprozessors auf der Basis von neutralen Atomen mit bis zu 400 Qubits. Einzelne Strontium-Atome, in denen die Qubits kodiert sind, sollen in speziellen optischen Fallenpotentialen gefangen und gekühlt werden. Mit einzelnen fokussierten Laserstrahlen können diese Qubits kohärent manipuliert und, abhängig von den Wechselwirkungen zwischen den Atomen, elementare Ein- und Zwei-Qubit-Gatter realisiert werden. Die grundsätzliche Funktionsweise des Quantenprozessors, sein Zugang von außen und die Skalierbarkeit des Ansatzes werden im Verbund demonstriert.
Projektende: 2026
OpenSuperQPlus (Open Superconducting Quantum Computers) wird von der Europäischen Union mit 20 Millionen Euro aus einer speziellen Quantenförderung innerhalb des Rahmenprogramms Horizont Europa finanziert. Dieses Budget wird durch Synergieeffekte mit lokalen und nationalen Initiativen erheblich gesteigert. OpenSuperQPlus vereint 28 europäische Forschungspartner aus 10 Ländern mit dem Ziel, einen Quantencomputer mit 1.000 Qubits zu entwickeln. Wie das Vorgängerprojekt OpenSuperQ zielt auch die Fortsetzung des Projekts im Rahmen von OpenSuperQPlus auf einen vielseitigen Quantencomputer made in Europe. Spezielle Anwendungsfälle sieht das Konsortium in der Quantensimulation für die chemische Industrie, die Materialwissenschaft oder bei der Lösung von Optimierungsproblemen und im maschinellen Lernen.
Projektende: 2026
Quantum Artificial Intelligence for the Automotive Industry (Q(AI)2)
Das Ziel des Projekts ist es, eine breite Basis von Algorithmen für KI-Anwendungen mit Optimierungen auf Quantencomputern zu entwickeln. Dazu soll ein tieferes Verständnis des Beschleunigungspotentials für die bereits bekannten Algorithmen entwickelt werden. Darüber hinaus soll identifiziert werden, in welchen grundlegenden sowie industriell relevanten Anwendungen Quantencomputer eine wesentliche Beschleunigung bieten. Die Implementierung der Algorithmen wird sowohl für die verfügbare Hardware als auch für die industrielle Problemstellung optimiert. Daraus ergibt sich ein klarer und qualifizierter Ausblick auf erste quantenbeschleunigte KI-Anwendungen im Automobilbereich.
Projektende: 2024
Quantum computer in the solid state (QSOLID)
In diesem Projekt wird ein Quantencomputer-Demonstrator mit Prozessorgenerationen unterschiedlicher Leistungsprofile (Größe, Präzision, Anwendungsbezug) auf der Basis supraleitender Schaltungen aufgebaut. Das Kernelement ist die Kombination eines Qubit-Doppelstrangs mit Resonatoren. Die Schaltungen erreichen ihre hohe Qualität durch präzise Fertigung und Analytik in Verbindung mit detaillierter Modellierung. Die Systemintegration wird von einem eng abgestimmten Software- und Firmware-Stack gesteuert. Zur Vorbereitung weiterer Skalierungsschritte wird derzeit eine Lieferkette unterstützender Technologien aufgebaut.
Projektende: 2026
Frühere Projekte
Open Superconducting Quantum Computer (OpenSuperQ)
Die 10 internationalen Partner aus Wissenschaft und Industrie, die an dem europäischen FET-Flaggschiff-Projekt OpenSuperQ beteiligt sind, haben sich zum Ziel gesetzt, ein Quanteninformationsverarbeitungssystem mit bis zu 100 Qubits zu entwerfen, zu bauen, zu betreiben und an einem zentralen Standort für externe Nutzer nachhaltig verfügbar zu machen.