Siegen. Stärker als jeder Supercomputer: Das Forschungsprojekt mit 15,8-Millionen-Euro-Budget wird in Siegen koordiniert.
Klassische Supercomputer soll er in den Schatten stellen: Die Universität Siegen koordiniert ein Projekt zur Entwicklung eines Quantencomputers für Industrie- und Wissenschaft, dessen Leistungsfähigkeit neue Möglichkeiten eröffnen wird. Dem Verbundprojekt MIQRO bewilligte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) nun 15,8 Millionen Euro. 7,1 Millionen davon gehen nach Siegen.
Es sei der „Startschuss für ein bahnbrechendes Forschungsprojekt“, schreibt die Uni in einer Mitteilung. Beteiligt sind außerdem noch die Leibniz Universität Hannover, die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, die QUARTIC GmbH sowie die eleQtron GmbH als assoziierter Partner. Das Vorhaben ist auf vier Jahre angelegt und wird vom Siegener Prof. Dr. Christof Wunderlich koordiniert.
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Für Siegen wichtiges Forschungsfeld
Der Quantencomputer, der entwickelt und betrieben werden soll, werde „vielfältigen industriellen und akademischen Anwendungen den Weg bereiten“, heißt es weiter – und zwar jenseits bisheriger Größenordnungen. „Damit wird ein wichtiges und aktuelles Forschungsfeld an der Universität Siegen fest verankert“, sagt erklärt Prof. Dr. Thomas Mannel, Prorektor für Forschung. Quantenoptik und die Quanteninformationstheorie stellten „revolutionäre Veränderungen unseres Alltages, vergleichbar mit der Entwicklung des Internets“ in Aussicht.
Quantencomputer sollen Probleme lösen, für die selbst die modernsten Supercomputer nicht leistungsfähig genug sind. In einem Quantencomputer werden Informationen in sogenannten Quantenbits gespeichert und verarbeitet, welche gleichzeitig die Werte 0 und 1 annehmen können. Herkömmliche Computer arbeiten mit klassischen Bits, die nur die Werte 0 oder 1 annehmen können. Diese Gleichzeitigkeit, die sogenannte Quantenparallelität, ist ein wesentliches Merkmal von Quantencomputern und ermöglicht ihnen die effiziente Lösung von komplexen Problemen, „welche auch für die besten Bit-basierten Supercomputer praktisch unlösbar bleiben werden“, so die Uni.
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Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten
Mögliche Anwendungen für eine derartige Rechenleistung sind vielfältig: in Materialwissenschaften, Chemie oder Pharmakologie ist die Berechnung von höchst komplexen Fragestellungen ein anhaltendes Problem, in der Logistik oder im Finanzwesen gibt es vielschichtige Optimierungsprobleme. „Quantencomputer versprechen hier weitreichende Lösungen“, ist den Ausführungen der Uni zu entnehmen. Zwar ließen sich einige spezifische Aufgaben mit bereits existierenden Quantencomputern berechnen, wirklich ausnutzen lasse sich die potenzielle Leistungsfähigkeit von Quantenrechnern bisher jedoch noch nicht. Kernproblem heutiger Ansätze sei „die Skalierung der existierenden Anlagen auf Größen, mit denen sich Rechenprobleme lösen lassen, für die auch die modernsten Supercomputer und Rechencluster zu langsam sind“.
Nach Projektende Standort in Siegen
Herzstück des nun angestrebten, universellen Quantencomputers „ist ein innovatives Quantenkernmodul auf Basis von gespeicherten Ionen mit bis zu 32 Qubits, der den Grundbaustein für ein künftiges Quantencomputersystem bildet“. Der neuartige Ansatz biete zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Technologien.
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Der neue Quantencomputer soll nach Projektende in Siegen betrieben und für Nutzer aus der Wissenschaft und der Industrie online verfügbar gemacht werden. Zudem bildet er den Grundbaustein für ein künftiges Quantencomputersystem, das sich „ohne Technologiebrüche auf bis zu tausend Qubits skalieren lassen wird und so neue industrielle und akademische Anwendungen ermöglicht“, heißt es weiter. Schon während des Forschungsprojekts soll mit der industriellen Auswertung der entworfenen Plattform durch den assoziierten Partner eleQtron GmbH begonnen werden. So ist geplant, die entwickelte Technologie in Kooperation mit den Partnern des Konsortiums zu einem Prozessor mit mehreren Kernen auszubauen.
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