Infrastrukturen
Die Helmholtz-Gemeinschaft entwickelt Forschungsinfrastrukturen und Großgeräte für Quantentechnologien.
Eine Kernkompetenz der Helmholtz-Gemeinschaft ist die Planung, der Aufbau und der Betrieb von Großanlagen. Photonen, Neutronen, Ionen, Elektronen und hohe elektromagnetische Felder sind wichtig für die Materialforschung an Quanten-Materialien sowie zur Geräteentwicklung für Quantencomputing. Supercomputer sind unerlässlich zur Simulation von Quanten-Materialien und -bauteilen und deren Leistungsvergleich, also das Quantencomputer-Benchmarking. Quantencomputing erfordert sowohl eine Benutzer- als auch eine Hardware-Infrastruktur in zentralen Einrichtungen. In der Quantenkommunikation ermöglichen weiträumige Forschungsinfrastrukturen Luft- und Raumfahrtexperimente.
Detailaufnahme des OpenSuperQ. Copyright: Forschungszentrum Jülich / Ralf-Uwe Limbach
Helmholtz Quantum Center
Mit dem Helmholtz Quantum Center (HQC) wird ein zentrales Technologielabor auf dem Campus des Forschungszentrums Jülich 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 – von Quantenmaterialien bis hin zu kompletten Quantencomputersystemen. Forschung an Werkstoffen für Qubits wird verknüpft mit der Fertigung von Geräten und Systemen für Quantencomputer und dem Co-Design von Hard- und Software. Das HQC wird regionalen Universitäten, nationalen und europäischen Partnern aus Wissenschaft und Industrie offen stehen, für Gemeinschaftsprojekte in ausgewählten Forschungsbereichen.
Das Quantenzentrum wird in einem Neubau mit modernster Versuchsausrüstung auf dem Campus des Forschungszentrums untergebracht, mit direkter Anbindung an die Helmholtz Nano Facility, und eng mit den Instituten des Forschungszentrums verzahnt sein. Das neue Zentrum wird darüber hinaus zwei neue Institute für Quantenkontrolle und Quantencomputer beherbergen, ebenso wie das JARA-Institut für Quantum Information, das innerhalb der Jülich Aachen Research Alliance eingerichtet wurde. Auch die Jülicher Laboreinrichtungen im Rahmen des europäischen „Quantum Flagship“ werden in dem neuen Gebäude ein Zuhause finden.
Das von der Helmholtz-Gemeinschaft mit knapp 50 Millionen Euro finanzierte Projekt wird seine Arbeit Anfang 2020 aufnehmen und ab 2025 im Vollbetrieb sein.
Jülicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing - JUNIQ
JUNIQ wird das vereinheitlichte Portal zu einer Reihe von verschiedenen Quantencomputern sein – zugänglich über die Cloud für deutsche und europäische Nutzer. Damit wird JUNIQ im Bereich Quantencomputing Services anbieten, die denen ähneln, die seit langem für die Supercomputer des Forschungszentrums verfügbar sind: Unter Anleitung von Experten werden Forscherinnen und Forscher Quantencomputer nutzen können – von experimentellen Systemen über Prototypen bis hin zu ersten Produktionssystemen – und Algorithmen und Anwendungsprogramme für sie entwickeln.
Das System von D-Wave - ein sogenannter Quanten-Annealer - wird für Nutzer zugänglich sein über Leap, den Quanten-Cloud-Service des Unternehmens. Jülich wird der erste Standort des Cloud-Service in Europa.
