Tiefkühl-Quantencomputer „Made in Saxony“ rückt näher
Fraunhofer-Photonikinstitut IPMS will mit neuen Kryostaten Rechnentechnik bis nahe an den absoluten Nullpunkt kühlen.
Dresden, 31. März 2025. Das Dresdner Fraunhofer-Photonikinstitut IPMS baut seine Quantencomputer-Forschungen aus: Die Arbeitsgruppe „Next Generation Computing“ um Dr. Benjamin Lilienthal-Uhlig hat dafür Kryostate angeschafft, die innovative Rechentechnik, Speicher und Materialien bis auf wenige Milli-Kelvin herunterkühlen können, also unter minus 273 Grad Celsius. Diese neue Tiefkühltechnik soll den Weg zu Quantencomputern „Made in Saxony“ ebnen, die nahe am absoluten Temperatur-Nullpunkt arbeiten. Das hat das „Center Nanoelectronic Technologies“ (CNT) mitgeteilt, das zum Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) im Dresdner Norden gehört.
Kälter als draußen im All
Mit den Kyrostaten können die Elektronik-Forscher Materialien tiefer herunterkühlen, als es selbst an den meisten Orten im Weltall möglich wäre. Dann werden einige Werkstoffe supraleitend, leiten also Strom plötzlich ohne jeden Widerstands-Verlust. Bei diesen Temperaturen arbeiten auch die anspruchsvollsten Quantencomputer, bei denen die „Qubits“ genannten Rechenwerke und Speicherzellen besonders strikt gegen Wärme, Magnetfelder und andere Einflüsse von außen abgeschirmt werden müssen. Dann können diese Systeme weit schneller als alle klassischen Binär-Computer zum Beispiel Verschlüsselungen knacken oder komplexe Prozesse simulieren und optimieren. Mit der neuen Tiefkühltechnik will das Team um Benjamin Lilienthal-Uhlig aber auch klassische Digitalchips, Auslese-Elektronik, Wärmeschilde und senkrecht verdrahtete Schaltkreis-Verbindungen bei sehr tiefen Temperaturen testen.
Sachsen produziert bisher nur „warme“ Quantencomputer mit Diamant-Kern
Bisher gibt es aus sächsischer Produktion zwar schon Quantencomputer. Diese Systeme aus Leipzig arbeiten bei Zimmertemperatur und verwenden als Qubits kleine Fehlstellen in Diamantgittern. Außerdem ist es möglich, Quantencomputern aus Ionenfallen oder aus Quantenpunkten in Halbleitern bauen. Welche Konstruktionsart sich letztlich durchsetzt, ist noch ungewiss – sie alle haben Vor- und Nachteile. Von daher verfolgen Institute und Unternehmen in Sachsen auch unterschiedliche Designpfade fürs Quantenrechnen. Eigene Supraleit-Quantenrechner wurden im Freistaat allerdings noch nicht in Serie gebaut – dies könnte sich durch die Kryostat-Forschungen am IPMS und CNT womöglich ändern. Die Wissenschaftler sind jedenfalls überzeugt: „Das Ziel eines souveränen Quantencomputers mit sächsischen Wurzeln rückt dank der Förderung und dem Ehrgeiz der Forschenden immer näher.“
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: IPMS, Oiger-Archiv, Wikipedia, gnulinux.ch
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