Deutsches Konsortium revolutioniert Quantencomputing mit diamantbasierten Qubits
Darko Carsten
Deutsches Konsortium revolutioniert Quantencomputing mit diamantbasierten Qubits
Deutsches Konsortium erzielt Durchbruch bei neuartigem Quantencomputer
Ein von Deutschland geführtes Konsortium hat bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung einer neuen Art von Quantencomputer gemacht. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt SPINNING setzt auf diamantbasierte Qubits und Spin-Photon-Technologie. Erste Ergebnisse zeigen, dass das System die Leistung führender Quantencomputer erreichen kann – bei entscheidenden Vorteilen.
Der SPINNING-Quantencomputer nutzt Qubits, die durch Farbzentren in Diamantgittern gebildet werden. Jedes Qubit wird über den zentralen Elektronenspin gesteuert, was eine präzise Ansprache und Manipulation ermöglicht. Dem Team ist es bereits gelungen, zwei Register mit je sechs Qubits über eine Distanz von 20 Metern mit hoher Genauigkeit zu koppeln – ein Beweis für das Potenzial des Systems in der quantenbasierten Fernkommunikation.
Unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik (IAF) arbeiten 28 Partner an dem Projekt. Im Vergleich zu supraleitenden Quantencomputern benötigt das Design weniger Kühlung, läuft über längere Zeiträume stabil und weist geringere Fehlerraten auf. Tests bestätigen, dass die Gattertreue der Ein-Qubit-Operationen mit der von Systemen auf Basis von Josephson-Kontakten vergleichbar ist, während die Kohärenzzeit diese sogar übertrifft.
Das Konsortium hat sowohl die Hardware als auch die Software und die unterstützenden Systeme weiterentwickelt. Dennoch bleiben zwei zentrale Herausforderungen: die Optimierung des Resonatordesigns und die Verfeinerung der Steuerungssoftware. In der nächsten Phase soll das System auf bis zu vier optisch vernetzte Qubit-Register erweitert werden.
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Das SPINNING-Projekt hat damit einen funktionsfähigen Spin-Photon-Quantencomputer mit klaren Vorteilen gegenüber bestehenden Modellen demonstriert. Der diamantbasierte Ansatz reduziert den Kühlbedarf, verlängert die Betriebsdauer und senkt die Fehleranfälligkeit. Weitere Verbesserungen in Hardware und Software werden nun darüber entscheiden, wie gut sich das System skalieren lässt und welche praktischen Anwendungen möglich sind.
