Supraleitende Qubits
Eine Plattform, die auf supraleitenden Qubits basiert, ist ein wichtiger Kandidat für Quantencomputer. Bei diesem Ansatz werden Qubits mit supraleitenden Schaltkreisen realisiert. Ein Vorteil dieser Technologie sind die schnellen Auslesezeiten und die enorme Vielseitigkeit, da verschiedene Arten von Qubits mit bevorzugten Eigenschaften hergestellt werden können. Supraleitende Qubits werden inzwischen sehr gut beherrscht und können sehr präzise initialisiert, manipuliert und gemessen werden. Mit Hilfe von Mikrowellenpulsen können die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Qubits über kontrollierbare Koppler gesteuert werden, wodurch eine Verschränkung zwischen den Qubits entsteht.
Im Rahmen des SQQC-Konsortiums verbessern die Forschenden im MQV die Leistung von supraleitenden Quantenprozessoren, indem sie das System in allen Aspekten optimieren und sich auf neuartige supraleitende Qubits konzentrieren. Diese neuen Qubit-Typen weisen einen intrinsischen Schutz gegen Rauschen, eine längere Lebensdauer und eine hohe Anharmonizität auf, was einen Vorteil bei der Skalierbarkeit supraleitender Quantensysteme verspricht. Neben dem engen Austausch mit anderen MQV-Konsortien im Hinblick auf den "Full-Stack"-Ansatz beteiligen sich die Wissenschaftler:innen aktiv an anderen staatlich geförderten Projekten auf dem Gebiet der supraleitenden Qubits.
Relevante Projekte und Aktivitäten
GeQCoS – German Quantum Computer based on Superconducting Qubits
Das Ziel von GeQCos ist es, verbesserte Bauteile für Quantencomputer basierend auf supraleitenden Qubits zu entwickeln und zu testen. Von alternativen Qubit-Varianten über Viel-Qubit-Koppler bis hin zu parametrischen Verstärkern (TWPAs) und verbesserten Kontrollstrategien will der deutschlandweite Verbund bis Ende 2024 diese neuartigen Ansätze in einem Neun-Qubit-Demonstrator kombinieren.
MUNIQC-SC – Munich Quantum Valley Quantum-Computer Demonstrators
Ziel des MUNIQC-SC-Projekts ist der Bau eines Quantencomputer-Demonstrators mit bis zu 100 supraleitenden Qubits. Dabei steht nicht nur die Herstellung von supraleitenden Quantenschaltkreisen, sondern auch die Systemintegration der Quantenhardware in eine Hochleistungsrechnerumgebung im Vordergrund. Ergänzend zu den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des SQQC-Konsortiums konzentriert sich MUNIQC-SC in einer Zusammenarbeit von Universitäten, Forschungsinstituten, Startups und industriellen Partnern auf die skalierbare Integration, die Reproduzierbarkeit und die Kontrollierbarkeit von etablierten Transmon-Qubits.
Superconducting Qubit Quantum Computer (SQQC)
Um einen Quantenprozessor in der "Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ)"-Ära zu betreiben, wird das SQQC-Konsortium (Superconducting Qubit Quantum Computer [dt.: Supraleitende Qubit Quantencomputer]) schnelle (Re-)Kalibrierungs- und Abstimmungsschemata einschließlich spezifischer Firmware für den Betrieb verallgemeinerter Arten von Qubits implementieren. Effiziente Optimierungsalgorithmen einschließlich Echtzeit-Pulssequenzierung und originalgetreue Rücksetzoperationen für hohe Triggerraten werden entwickelt.