Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Im Rahmen des Kompetenzzentrums Quantencomputing Baden-Württemberg soll ein miniaturisierter und skalierbarer Quantenprozessor entwickelt und im Vergleich zu den supraleitenden Quantenprozessoren des Quantencomputers IBM Quantum System One mit einem Quantenvolumen von 30 evaluiert werden. Der angestrebte Quantenprozessor basiert auf ein optisch gekoppeltes Quantenregister, wobei das Quantenregister aus mind. 9 Kernspin-basierten Qubits gebildet wird.
In der zweiten Förderphase des Kompetenzzentrums Baden-Württemberg werden die Arbeiten der ersten Förderphase zur Entwicklung eines spintronischen Quantenregisters für einen aufskalierbaren Quantenprozessor (kurz QC-Prozessor) fortgeführt. Hier strebt das Konsortium eine Erhöhung der Qubitzahl und eine Verbesserung der Gattergüte des QC-Prozessors an, welcher in der ersten Phase erfolgreich demonstriert wurde. Der entwickelte QC-Prozessor wurde über ein Quantenregister realisiert, welches durch ein Farbzentrum, bzw. dessen elektronischen Spin, adressiert werden kann und eng an benachbarte Kernspins (13C) gekoppelt ist. Wie in der ersten Phase gezeigt werden konnte, weisen Kernspins in Diamant eine extrem lange Kohärenzzeit im Sekundenbereich auf, d. h. sie stellen hervorragende Qubits mit langen Rechenzeiten dar.
Aufbauend auf den Arbeiten in der ersten Förderphase werden für die Fortführung von QC4BW Themenschwerpunkte gesetzt, um die Leistungsfähigkeit des QC-Prozessors mittels Hardwareweiterentwicklung und effizienteren Quantenalgorithmen zu steigern. Darüber hinaus werden essentielle Quantenalgorithmen im Bereich der Simulation von Supraleitern und quantenchemischen Prozessen entwickelt, welche auf dem QC-Prozessor ausgeführt und mit Berechnungen auf dem IBM Quantum System One verglichen werden sollen.
QC4BW II wird im Rahmen des Kompetenzzentrums Quantencomputing Baden-Württemberg durchgeführt.
