QSolid open

Der Zugang erfolgt cloudbasiert über die Plattform JuDoor. Aktuell verfügt das System über zehn Qubits – die grundlegenden Recheneinheiten der Quantenmechanik. „Wir haben ausgehend von der am Forschungszentrum Jülich hergestellten Hardware einen vollständigen Prototypen entwickelt. Die Rückmeldungen unserer ersten Nutzer werden nun entscheidend sein, um den Quantencomputer weiter zu optimieren“, erklärt Prof. Dr. Frank Wilhelm-Mauch, Koordinator des Projektes.

Systemintegration als zentrale Herausforderung

Die Entwicklung des Software Stacks basiert auf der Zusammenarbeit zwischen Forschungsinstituten und Industriepartnern. Dr. Paolo Bianco, Leiter des System-Engineering-Teams am Forschungszentrum Jülich, betont: „Auf dem Weg von einem Physik-Experiment zu einem vollständigen Prototypen müssen wir immer die Kompatibilität und das Zusammenspiel der Teile im Auge behalten.“

Das Fraunhofer IPMS trägt zur Entwicklung künftiger Quantenprozessor-Generationen bei. Dazu gehört die kryogene Charakterisierung von CMOS-Schaltungen in Kooperation mit Globalfoundries. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IZM-ASSID arbeitet das Institut an kryogenen Advanced-Packaging-Aufbauten, bei denen Quantenchip und Kontrollchip über einen Interposer kompakt verbunden werden. Diese Arbeiten zielen darauf ab, die Signalübertragung bei skalierbaren Quantenprozessoren mit größeren Qubit-Zahlen effizienter zu gestalten.

Industriepartner als Pilotnutzer

Die Unternehmen ParTec, ParityQC und HQS Quantum Simulations werden als erste externe Nutzer am zweiwöchigen Testlauf teilnehmen. Nach der Pilotphase folgt eine weitere Testphase mit aktualisierter Software. Das Team um Prof. Dr. Rami Barends plant zudem, den verwendeten Quantenchip durch eine leistungsfähigere Version zu ersetzen. Ein zweiter Prototyp soll im Januar erscheinen.

Beitrag zur Hightech Agenda

Das mit 76,3 Millionen Euro geförderte Forschungsprojekt QSolid setzt zwei Wochen nach der Auftaktveranstaltung zur Hightech Agenda Deutschland des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt Impulse in der Quantentechnologie. Wilhelm-Mauch ordnet ein: „Die Systemintegration ist eine Blaupause für die Entwicklung eines deutschen Quantencomputers. Sie stellt aus technischer Perspektive einen idealen Startpunkt für die Hightech Agenda Deutschland dar.“

Access is cloud-based via the JuDoor platform. The system currently has ten qubits – the basic computing units of quantum mechanics. “We have developed a complete prototype based on the hardware manufactured at Forschungszentrum Jülich. Feedback from our first users will now be crucial for further optimizing the quantum computer,” explains Prof. Dr. Frank Wilhelm-Mauch, coordinator of the project.

System integration as a key challenge

The development of the software stack is based on collaboration between research institutes and industry partners. Dr. Paolo Bianco, head of the system engineering team at Forschungszentrum Jülich, emphasizes: “On the path from a physics experiment to a complete prototype, we must always keep an eye on the compatibility and interaction of the parts.”

Fraunhofer IPMS is contributing to the development of future generations of quantum processors. This includes the cryogenic characterization of CMOS circuits in cooperation with Globalfoundries. Together with Fraunhofer IZM-ASSID, the institute is working on cryogenic advanced packaging structures in which the quantum chip and control chip are compactly connected via an interposer. This work aims to make signal transmission more efficient in scalable quantum processors with larger numbers of qubits.

Industry partners as pilot users

The companies ParTec, ParityQC, and HQS Quantum Simulations will be the first external users to participate in the two-week test run. The pilot phase will be followed by a further test phase with updated software. The team led by Prof. Dr. Rami Barends also plans to replace the quantum chip used with a more powerful version. A second prototype is scheduled for release in January.

Contribution to the High-Tech Agenda

The QSolid research project, funded with €76.3 million, is providing impetus in quantum technology two weeks after the kick-off event for the German Federal Ministry of Research, Technology, and Space’s High-Tech Agenda. Wilhelm-Mauch explains: “System integration is a blueprint for the development of a German quantum computer. From a technical perspective, it represents an ideal starting point for Germany’s High-Tech Agenda.”