Deutsch-japanische Forschung revolutioniert Quantencomputer mit extrem kalten Chips
Leopold Beer
Deutsch-japanische Forschung revolutioniert Quantencomputer mit extrem kalten Chips
Eine neue Partnerschaft zwischen deutschen und japanischen Forschenden zielt darauf ab, die Quantentechnologie voranzubringen. Im Mittelpunkt der Zusammenarbeit steht die Entwicklung spezieller Chips, die Qubits bei extrem niedrigen Temperaturen steuern sollen. Bei Erfolg könnte das Projekt Quantensysteme kompakter und effizienter machen.
Das Institut für CMOS-Design der Technischen Universität Braunschweig und das Ishikuro-Labor der Keio-Universität haben ein Memorandum of Understanding unterzeichnet. Die Vereinbarung besiegelt ihre gemeinsame Arbeit an Hardware für Quantencomputer. Das japanische Team bringt Expertise in energieeffizienten Analog- und Mixed-Signal-Schaltkreisen ein, während die Braunschweiger Forschenden auf Hochfrequenzschaltungen für die Qubit-Steuerung spezialisiert sind.
Aktuell werden kryogen gekühlte Qubits über einzelne Kabel mit raumtemperaturbasierten Steuerelektroniken verbunden. Diese Anordnung beansprucht wertvollen Platz und erzeugt Wärme, die die empfindlichen Qubits destabilisiert. Die neue Kooperation strebt an, diese sperrigen Verbindungen durch ein einziges Kabel zu ersetzen, das mit einem maßgeschneiderten Chip verbunden ist – betrieben bei minus 269 Grad Celsius.
Die erste Phase des Austauschs hat bereits begonnen: Eine japanische Doktorandin wird sechs Monate an der TU Braunschweig forschen, gefolgt von einem deutschen Wissenschaftler, der für einen ähnlichen Zeitraum nach Japan reist. Zudem werden zwei Professoren jährlich Blockveranstaltungen an den jeweiligen Partneruniversitäten anbieten, um die langfristige Zusammenarbeit zu festigen.
Eine beantragte Förderung des DAAD soll weitere Austauschprogramme ermöglichen: Zwei deutsche Masterstudierende werden in Japan studieren, während drei japanische Studierende nach Deutschland kommen. Die entwickelten Chips haben ein klares Ziel: Sie sollen den Quantencomputer QVLS skalierbar machen, dessen Fertigstellung für 2025 geplant ist.
Die Zusammenarbeit adressiert eine der größten Herausforderungen im Quantencomputing – die Reduzierung von Wärmeentwicklung und die Verbesserung der Skalierbarkeit. Durch die Integration spezialisierter Chips hofft das Team, die Qubit-Steuerung zu vereinfachen und die Systemleistung zu steigern. Der Erfolg des Projekts könnte den Weg für effizientere und kompaktere Quantencomputer in der Zukunft ebnen.
