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Zusätzlicher Schub für die Quantenforschung bei DESY: Der Bund und die Europäische Union (EU) fördern zwei neue Quantentechnologieprojekte, an denen das Forschungszentrum maßgeblich beteiligt ist. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützte Vorhaben NiQ erforscht die Rolle des Rauschens in Quantencomputern, das von der EU im Rahmenprogramm QuantERA geförderte Projekt T-NiSQ entwickelt unter anderem Diagnosewerkzeuge für die Validierung von Quanten-Bauteilen. Zum Weltquantentag an diesem Donnerstag (14. April) veranstaltet DESY eine Fachtagung zur Erforschung von Quantencomputing, Quantenmaterialien und Quantensensoren sowie dem Technologietransfer in die Anwendung.
„Die neu eingeworbenen Förderungen ergänzen die strategische Quantentechnologie-Initiative DESY QUANTUM in hervorragender Weise“, betont Kerstin Borras, Ko-Koordinatorin für Quantentechnologie und Leitende Wissenschaftlerin bei DESY sowie Professorin an der RWTH Aachen. „Die geförderten Projekte werden tiefe Einblicke in die Physik ermöglichen und die Entwicklung von Quantentechnologien maßgeblich beschleunigen“, ergänzt Karl Jansen, Ko-Koordinator für Quantentechnologien und Leiter des neu gegründeten Centers für Quantentechnologie-Anwendungen CQTA am DESY-Standort Zeuthen, das mit 15 Millionen Euro vom Land Brandenburg finanziert wird.
Im Projekt NiQ (Noise in Quantum algorithms; Rauschen in Quantenalgorithmen) untersuchen Forscherinnen und Forscher von der Universität des Saarlands, der Freien Universität Berlin, des Forschungszentrums Jülich und DESY gemeinsam mit den Firmen Qruise und IBM den Einfluss des Rauschens auf Berechnungen mit Quantencomputern. Dabei geht es einerseits um eine Reduzierung des Rauschens, das die Leistungsfähigkeit von Quantencomputern erheblich beeinträchtigen kann. Andererseits lässt sich das unvermeidliche Rauschen in bestimmten Situationen gezielt ausnutzen, um schneller zu einem Ergebnis zu kommen. Das Projekt, das von der Universität des Saarlands koordiniert wird und bereits im Februar begonnen hat, ist auf drei Jahre angelegt und wird vom BMBF mit insgesamt knapp zwei Millionen Euro gefördert.
Das gerade genehmigte Projekt T-NiSQ (Tensor-Netzwerke in der Simulation von Quantenmaterialien) zielt darauf, systematisch Quanten- und Tensor-Netzwerk-Algorithmen für Quantencomputer zu entwickeln, die quantenmechanische Grundlagen nutzen, um Quantencomputer-Bauelemente zu zertifizieren und zu validieren. Die Studien und Entwicklungen in T-NiSQ sind ein wesentliches Instrument, um die dynamischen und starken Korrelationseffekte in Quantenmaterie besser zu verstehen und für das Design maßgeschneiderter Instrumente einzusetzen. Das Programm, das vom italienischen Nationalen Institut für Kernphysik koordiniert wird, ist ebenfalls auf drei Jahre angelegt und bekommt insgesamt knapp 1,26 Millionen Euro von der EU. Neben DESY sind auch die Universität Innsbruck in Österreich, das Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, die Universität des Baskenlandes in Spanien und das Jožef-Stefan-Institut in Slowenien beteiligt. Start ist im Mai.
Die strategische Initiative DESY QUANTUM bündelt die Forschung zu Quantentechnologien bei DESY in drei Kernbereichen: Methoden und Anwendungen im Quantencomputing, Untersuchung, Verständnis und Entwicklung von Quantenmaterialien sowie Entwicklung und Anwendung von Quantensensoren für Experimente mit bislang unerreichter Genauigkeit. DESY QUANTUM baut dabei auf die einzigartige Kombination von Stärken bei DESY wie den hochauflösenden analytischen Röntgenquellen, die einen detaillierten Blick in die Quantenwelt erlauben, den Kompetenzen in neuartigen Computing-Methoden und der Expertise in der Detektorentwicklung. Das Innovations-Ökosystem am Campus Hamburg-Bahrenfeld und das CQTA unterstützen dabei als wichtige Bausteine den zielgerichteten Transfer der Erkenntnisse in die Anwendung.
