Quantum Integration Centre des LRZ
Quantencomputing ist in aller Munde – wird der Technologie doch enormes Potenzial zugeschrieben. Nicht nur Forschung und Entwicklung, sondern auch Industrie und Wirtschaft haben das Technologiefeld für sich entdeckt und wollen das erwartete Potenzial von Quantencomputern nutzen.
Quantencomputer erobern langsam die Rechenzentren; Algorithmen werden (weiter)entwickelt; Programmiererinnen arbeiten an Softwareumgebungen und Forschende stellen sich der Frage, welche Anwendungen am meisten von welchen Quantencomputern profitieren können – auch in Bayern, wo international führende Experten auf dem Gebiet sich zum Munich Quantum Valley (MQV) zusammengeschlossen haben.
Unsere Mission: Quantencomputing in den Forschungsalltag bringen
Mit dem LRZ Quantum Integration Centre (QIC) werden wir das MQV nachhaltig unterstützen und die Schnittstelle zu den Usern von bayerischen Quantencomputern realisieren. Als international anerkanntes Supercomputing-Zentrum und IT-Dienstleister für die Wissenschaft, blicken wir am LRZ auf Jahrzehntelange Erfahrung und werden basierend darauf einen zuverlässigen Betrieb sicherstellen. Gemeinsam mit Partnern bauen wir das notwendige Ökosystem auf und treiben die Aus-und Weiterbildung von Expertinnen voran. Die Grundlage für diese Aktivitäten bildet die Integration des Quanten- in das Supercomputing. Die Integration umfasst dabei sowohl die Zusammenführung mit den Diensten des LRZ und den Nutzern, die Bereitstellung von Ausbildung und Trainingsmaßnahmen, und nicht zuletzt die Integration mit dem Hoch- und Höchstleistungsrechnen.
Quantencomputing-Technologien am LRZ: Ein Überblick
Supraleitende Quantentechnologie
Das LRZ betreibt mehrere Systeme basierend auf supraleitenden Quibts von Technologiepartner IQM. Über 20 und künftig gar 54 bis 150 Quibts verfügen die Systeme am LRZ. Bei dieser Technologie werden die grundlegenden Bausteine eines Quantencomputers, die Quantenbits, durch widerstandslos fließende Ströme in supraleitenden Schaltkreisen realisiert. Diese Ströme sind relativ robust gegenüber äußeren Störeinflüssen und können die Quanteneigenschaften über lange Zeiten beibehalten.
Ionen-Falle
Das System besteht aus einer Ionenfalle, einer Laser- und Kameraeinheit sowie Steuerelektronik und arbeitet mit 20 Qubits aus elektrisch aufgeladenen Atomen (Ionen), deren Quantenzustände durch Laserstrahlen kontrolliert werden. Dabei kann ein Laser nach Bedarf beliebige Paare im Quantenregister ansprechen. Dank dieser vollen Konnektivität sowie niedrigeren Fehlerraten beim Rechnen können ähnliche oder sogar bessere Ergebnisse erzielt werden als bei Quantensystemen mit höherer Qubit-Zahl, aber weniger Konnektivität. Außerdem braucht das AQT-System keine umfangreiche Infrastruktur zum Kühlen oder zur Versorgung mit Energie.
© AQT | Dieter Kühl
Neutrale Atome
Für das Projekt „Multicore Atomic Quantum Computing System“ (MAQCS) entwickelt das Garchinger Start-up planqc derzeit ein Quantensystem, das auf neutralen Atomen basiert und 1000 Qubits für Berechnungen bietet. MAQCS läuft bis 2027, der im Projekt entwickelte Quantencomputer wird ausgewählten Forschenden zur Verfügung stehen und in die High-Performance Computer (HPC) des LRZ integriert.
Quantencomputing-Forschung am LRZ
Wir erforschen neueste Computer- und Speichertechnologien sowie Internet-Tools. Mit Partnern entwickeln wir Technologien fürs Future Computing, für energie-effizientes Rechnen und IT-Security, außerdem Tools für die Datenanalyse und zum Aufbau von Systemen der Künstlichen Intelligenz. Hier finden Sie eine Auswahl unserer Forschungsprojekte im Quantencomputing.
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QuantencomputingFuture ComputingOpenSuperQPlus
Open Superconducting Quantum Computers (OpenSuperQPlus) has the goal to deliver a 1,000-qubit quantum-computing system…
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QuantencomputingFuture Computing
MAQCS
Multicore Atomic Quantum Computing Systems (MAQCS) has the goal to develop a digital and universally programmable…
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QuantencomputingFuture Computing
Millenion-SGA1
The MILLENION project focuses on modular scalability and accessibility aspects of trapped-ion quantum computers (QCs),…
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Internationale Strahlkraft aus Bayern
Munich Quantum ValleyDas Munich Quantum Valley (MQV) fördert die Quantenwissenschaften und Quantentechnologien in Bayern mit dem primären Ziel, wettbewerbsfähige Quantencomputer zu entwickeln und zu betreiben. Es verbindet Forschung, Industrie, Forschungsförderung und die Öffentlichkeit: Das Munich Quantum Valley unterstützt einen effizienten Wissenstransfer von der Forschung zur Industrie, etabliert ein Netzwerk mit internationaler Reichweite und bietet Bildungsangebote für Schule, Studium und Unternehmen..
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Europäische Souveränität
EuroHPC Joint UndertakingEuropa soll eine Vorreiterrolle in der Entwicklung von marktfähiger Quanten-Hard- und Software einnehmen. Das ist das Ziel von EuroHPC Joint Undertaking, kurz JU, und seinen nationalen Ko-Investorinnen. Noch steht allerdings nicht fest, welche der heute verfügbaren Quantentechnologien sich durchsetzen werden. Möglicherweise eignet sich jede einzelne für ganz spezielle Anwendungen. Daher wird in Europa mit verschiedenen Technologien geforscht. Durch die geplante Integration dieser Technologien in europäische Supercomputer soll ein vielseitiges, hybrides HPC-Quantencomputing-Ökosystem für Wissenschaft, Forschung und Endnutzerinnen aus der Industrie entstehen.
Neues aus dem QIC
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SupercomputingFuture Computing28.03.2025Das LRZ auf dem EuroHPC Summit 2025
Wie kann Europa im Bereich IT und Computing eigenständiger werden? Diese und weitere Fragen treiben die europäische HPC…
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QuantencomputingFuture Computing13.02.2025Quantencomputing leicht erklärt
Die Fernsehsendung 3Sat Nano ließ sich am LRZ erklären, wie Quantencomputer funktionieren.
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QuantencomputingFuture Computing24.11.2023EuroHPC Joint Undertaking startet mit der Ausschreibung für europäisches Quantensystem am LRZ
Für das System Euro-Q-Exa wird ein Quantencomputer auf Basis von supraleitenden Qubits in einen Supercomputer…
Ihr Einstieg in die Welt des Quantencomputing
Das LRZ unterstützt Forschende bei Ihren ersten Schritte im Quantencomputing. Nehmen Sie Kontakt zum QIC-Team auf, wenn Sie näher über die vorhandenen Hardware-Ressourcen informieren möchten. Oder auch, wenn Sie Fragen zur Optimierung von Algorithmen haben. Sie haben Interesse, das Quantencomputing gemeinsam mit uns voranzubringen? Wir freuen uns auf Austausch.
