Quantencomputing bei Raumtemperatur?

Auf Basis künstlicher Diamanten 

Diamantbasierte Quanten-Mikroprozessoren sind wohl eine brandheiße Spur zum Rechnen mit Qubits bei Raumtemperatur. Diese Qubits sind die Recheneinheiten des Quantencomputings und entsprechen den Bits beim normalen Computer. Da die Quantenwelt Superpositionen, also Überlagerungen von Zuständen erlaubt, können Quantenrechner viele Schritte in einem bündeln und so mit millionenfacher Rechengeschwindigkeit arbeiten. Das Unternehmen Quantum Brilliance GmbH hat nun ein gemeinsames Forschungsprojekt namens „Deutsche Brilliance“ mit der Universität Ulm und dem Fraunhofer Institut für angewandte Festkörperphysik angekündigt. Es wurde mit knapp 20 Millionen Euro ausgestattet, woran der Bund mit rund 75 Prozent beteiligt ist. Hauptziel der Kooperation ist die Entwicklung eines Verfahrens, das Stickstoffatome auf definierte Stellen im Kristallgitter von künstlichen Diamanten platzieren kann. Weiterhin sollen Verfahren für das Auslesen und die Kontrolle der Qubits gefunden werden. Die Qubit-Stellen im Kristallgitter des Diamanten sind eigentlich Verunreinigungen, NV-Zentren genannt. Stickstoffatome werden anstelle eines Kohlenstoffatoms positioniert, wobei eine Gitter-Leerstelle entsteht. Diese soll der Erzeugung eines Qubits dienen, das aufgrund der mechanischen und thermischen Stabilität des Gitters außergewöhnlich stabil und robust ist – und zwar bei Raumtemperatur! Eine sonst aufwändige nötige Kühlung mit flüssigem Helium entfällt somit. Das wäre ein riesiger Schritt in Richtung Kommerzialisierung der Technik und alltagstauglichem Quantencomputer. In Aussicht stehen Quantenrechner in der Größe einer Brotdose. Die Aufgabenteilung des Projekts sieht wie folgt aus: IAF und Quantum Brilliance entwickeln gemeinsam Präzisionsfertigungstechniken zur Herstellung skalierbarer Arrays aus Diamant-Qubits. Das IAF arbeitet überdies an Techniken zum Wachstum von Diamantsubstraten höchster Reinheit. Das Institut für Quantenoptik an der Uni Ulm entwickelt skalierbare Auslese- und Steuerungstechniken für diamantbasierte Qubits, mit denen sich diese präzise kontrollieren lassen. Der Ansatz der gezielten Platzierung von NV-Zentren sei bislang einzigartig in der Welt des Quantencomputings, sagt Dr. Ralf Ostendorf, Projektleiter aufseiten des Fraunhofer IAF.(DS)

Quelle: https://quantumbrilliance.com/