Infineon und das Schweizer Quantencomputing-Unternehmen ZuriQ wollen ihre gemeinsame Entwicklung von Hardware für skalierbare Quantencomputer ausbauen.
Erweiterung der Zusammenarbeit
Infineon und ZuriQ arbeiten an skalierbaren Quantenprozessoren
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Im Mittelpunkt steht eine zweidimensionale Architektur mit gefangenen Ionen, die mit Halbleiterfertigung, Photonik und Verbindungstechnologien von Infineon kombiniert werden soll.
Neun Ionen als bisheriger Entwicklungsstand
In bisherigen Arbeiten konnten die beiden Unternehmen die technische Machbarkeit des Ansatzes demonstrieren. Dabei wurden neun einzeln steuerbare Ionen in einer 3×3-Anordnung auf einem Chip eingefangen. Nach Angaben von Infineon und ZuriQ handelt es sich um die bislang größte nachgewiesene zweidimensionale Anordnung dieser Art.
Der nächste Entwicklungsschritt besteht darin, die Zahl der Qubits deutlich zu erhöhen. Dafür sollen die Architektur von ZuriQ und die Fertigungsmöglichkeiten von Infineon enger miteinander verbunden werden.
Zweidimensionale Architektur statt Ionenketten
ZuriQ, ein Spin-off der ETH Zürich, verfolgt einen anderen Ansatz als Quantencomputer, die auf eindimensionalen Ketten gefangener Ionen basieren. Die Technologie des Unternehmens nutzt eine zweidimensionale Penning-Mikrofallenarchitektur.
Elektrische und magnetische Felder ermöglichen dabei, einzelne Ionen direkt über den Chip zu bewegen. Nach Angaben der Partner kann die Architektur auf größere Qubit-Anordnungen ausgelegt werden, ohne dass dafür komplexe Verbindungsstrukturen zwischen einzelnen Bereichen des Prozessors erforderlich sind.
Für die weitere Skalierung soll Infineon unter anderem seine Erfahrung in der Halbleiterfertigung, der Integration sowie bei Aufbau- und Verbindungstechnologien einbringen. Auch integrierte Photonik spielt bei der gemeinsamen Entwicklung eine Rolle.
Von der Demonstration zur Fertigung
Die Kooperation zielt damit auf eine Herausforderung, die über den Nachweis eines funktionierenden Quantenprozessors hinausgeht. Für den Einsatz in größeren Systemen müssen die zugrunde liegenden Komponenten reproduzierbar gefertigt und integriert werden können.
Pavel Hrmo, Mitgründer und CEO von ZuriQ, beschreibt die Zusammenarbeit als Verbindung von Quantenforschung und industrieller Fertigung: „Gemeinsam mit Infineon und seiner umfassenden Expertise in der Prozessentwicklung und Halbleitertechnologie machen wir die technologischen Fortschritte von ZuriQ skalierbar und industriell nutzbar.“
Auch bei Infineon liegt der Schwerpunkt auf der Überführung der Technologie in größere Systeme. Clemens Rössler, Senior Director und Leiter der Quantum Processing Units bei Infineon, erklärt: „Fortschritte im Quantencomputing erfordern nicht nur Durchbrüche in der Physik, sondern auch robuste Fertigungstechnologien für die Entwicklung künftiger großskaliger Systeme.“
Skalierung bleibt zentrale Herausforderung
Quantencomputer sollen künftig Aufgaben bearbeiten können, die für klassische Rechner nur mit sehr hohem Aufwand oder gar nicht lösbar sind. Dafür müssen jedoch deutlich größere und zugleich präzise steuerbare Qubit-Systeme entwickelt werden.
Die zweidimensionale Ionentechnologie von ZuriQ soll hierfür eine Grundlage schaffen. Die Kombination mit den Fertigungs- und Integrationstechnologien von Infineon soll den nächsten Schritt von einem experimentellen Aufbau hin zu skalierbarer Hardware ermöglichen.
Die Kooperation zeigt zugleich, dass bei der Entwicklung von Quantencomputern nicht nur physikalische Konzepte entscheidend sind. Für eine industrielle Nutzung müssen auch Fertigungsprozesse, Integration und Skalierbarkeit berücksichtigt werden. Genau an dieser Schnittstelle setzen Infineon und ZuriQ mit ihrer erweiterten Zusammenarbeit an.
(red/Infineon)
