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Quantencomputer

­In Superposition

Grundlagen und Anwendungen von Quantentechnologien und Quantencomputing

Ein Entweder-Oder gibt es hier nicht, Quanten können verschiedene Zustände einnehmen - und zwar gleichzeitig. Physiker nennen das Superposition. Das Reich der Quanten hat seine eigene Logik und gerade darin liegen seine enormen Chancen. Jülich will sie nutzen.

Quantentechnologie wird unsere Welt verändern – in Wissenschaft, Industrie, Wirtschaft und Alltag. Doch damit sich die hohen Erwartungen an diese revolutionäre Technologie erfüllen, braucht es die optimale Synthese von theoretischem Wissen und praktischer Kompetenz. Eine Herausforderung, die perfekt zum Forschungszentrum Jülich passt, denn hier kann es seine besondere Stärke auf dem Gebiet der nutzeninspirierten Grundlagenforschung ausspielen. So vereint Jülich die Grundlagenforschung in den Bereichen Quantenmaterialien und Quantencomputing mit konkreter Anwendungsentwicklung.

Auf dem Forschungscampus soll die ganze Entwicklungskette abgedeckt werden: Im "Helmholtz Quantum Center" (HQC) werden von Konzepten und neuartigen Bauteilen bis hin zum Quantencomputer-Prototypen alle entscheidenden Komponenten entwickelt, während das Jülich Supercomputing Center (JSC) über die "Jülicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing" (JUNIQ) eine Bandbreite von Systemen unterschiedlicher Reifegrade einer breiten Nutzergemeinschaft zur Verfügung zu stellt und gleichzeitig an der Realisierung von Quantenalgorithmen und deren Anwendung arbeitet. Deshalb ist es kein Zufall, dass im Rahmen der EU-Forschungsinitiative "Quantum-Flagship" der erste europäische Quantencomputer in Jülich entsteht. Das Forschungszentrum bietet mit seinen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sowie der einzigartigen Infrastruktur beste Voraussetzungen.

Quantencomputer

Wie funktioniert ein Quanten­computer?

Quantencomputer arbeiten nicht wie konventionelle Computer. Diese nutzen Bits, also Nullen und Einsen. Die grundlegenden Einheiten eines Quantencomputers sind dagegen Quanten-Bits, sogenannte Qubits. Sie können nicht nur den Wert Eins oder Null annehmen, sondern beide gleichzeitig. Mehr lesen...

Personen

David DiVincenzo

Prof. David DiVincenzo gilt als Pionier im Bereich Quanten-information. Mit seinem Namen ist unter anderem die Entwicklung von Kriterien verbunden, die ein Quantencomputer erfüllen muss, die sogenannten „DiVincenco criteria“. Der Physiker ist Leiter des Bereichs Theoretische Nanoelektronik am Peter Grünberg Institut (PGI-2), und lehrt an der RWTH Aachen am JARA-Institute for Quantum Information.

Interview mit Prof. David DiVincenzo

Tommaso Calarco

Prof. Tommaso Calarco ist zweifacher Marie-Curie und Fulbright-Fellow sowie Mitglied des Präsidiums der Europäischen Akademie der Wissenschaften. Er gehört zu den geistigen Vätern des „Quantenmanifests“, das 2016 eine europäische Initiative für die Quantentechnologien der nächsten Generation forderte. Der Wissenschaftler ist Leiter des Bereichs Quantum Control am Peter Grünberg Institut des Forschungszentrums Jülich (PGI-8).

Interview mit Prof. Tommaso Calarco

Kristel Michielsen

Prof. Kristel Michielsen leitet die Gruppe "Quantum Information Processing" am Jülich Supercomputing Center (JSC) und ist Mitautorin der Nature-Veröffentlichung zu Googles Nachweis der Quantenüberlegenheit. Sie arbeitet an Modellen und Methoden, mit denen sich komplexe Quantensysteme auf Supercomputern simulieren lassen. Damit ist sie maßgeblich beteiligt an der Entwicklung von verschiedenen Typen von Quantencomputern und ihren vielversprechenden Spezialanwendungen.

Pressemeldung: Jülicher Forscher trugen zu Googles Nachweis der Quantenüberlegenheit bei

Hendrik Bluhm

Prof. Hendrik Bluhm forschte an den amerikanischen Elite-Universitäten Stanford und Harvard. Er ist Experte für Spin-Qubits. Der Träger des Alfried-Krupp-Preises für junge Hochschullehrer leitet zusammen mit Prof. DiVincenzo das JARA-Institute for Quantum Information (PGI-11).
Expertenübersicht zum Thema Quantenforschung in Jülich

Initiativen, Infrastruktur und Kooperationen


EU Flagship

Das „Quantum Flagship“ ist eine der ehrgeizigsten langfristigen Forschungs- und Innovationsinitiativen der Europäischen Kommission. Die groß angelegte Initiative, die mit einer Milliarde Euro über einen Zeitraum von 10 Jahren finanziert wird, startete im Oktober 2018. Auch das Forschungszentrum Jülich bringt seine Expertise in drei Projekten ein.

Quantum Center

Mit dem Helmholtz Quantum Center (HQC) wird ein zentrales Technologielabor etabliert, welches das gesamte Forschungsspektrum für Quantencomputing abdeckt – von der Erforschung von Quantenmaterialien bis zur Prototypenentwicklung. Das HQC bündelt sechs Forschungsfelder und sieben Technologiecluster, und verbindet so Grundlagenforschung, Theorie und Entwicklung.

JARA-Institute

Das JARA-Institut für Quantum Information verbindet theoretische und experimentelle Forschung in der Quanteninformationswissenschaft mit dem Ziel, entscheidende Fortschritte bei der Realisierung von Quantenberechnungen im großen Maßstab zu erzielen. Das Institut ist eine gemeinsame Initiative der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich.

JUNIQ - Eine einzigartige Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing

JUNIQ, kurz für "Jülicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing" wird das vereinheitlichte Portal zu einer Reihe von verschiedenen Quantencomputern sein – zugänglich über die Cloud für deutsche und europäische Nutzer. Mehr lesen...