DynArray

Motivation

Die Entwicklung fehlerkorrigierter Quantencomputer ist entscheidend für die Erschließung von kommerziellen Anwendungen. Aktuell fehlt skalierbare Hardware zur Durchführung paralleler Gatteroperationen zwischen logischen Qubits. Das Projekt DynArray löst dieses Problem durch die Entwicklung eines Gattercontrollers, der auf signifikant verbesserten optischen MEMS-Flächenlichtmodulatoren (MEMS-SLMs) aufbaut. Durch die enge Zusammenarbeit der Projektpartner Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Fraunhofer IPMS (IPMS) und das Startup planqc (PLA) wird die Verwertungskette der Technologie von der Konzeptentwicklung hin zur kommerziellen Anwendung in Neutralatomquantenrechnern sichergestellt und der Grundstein für eine nachfolgende resiliente (F&E-)Lieferkette gelegt.

Ziele und Vorgehen

DynArray verfolgt einen neuartigen Ansatz für die schnelle und parallele Verschiebung einer großen Anzahl optischer Fallen mit Hilfe MEMS-SLMs. Im Verlaufe des Projekts wird Partner IPMS die Bildwiederholrate insgesamt um einen Faktor 20 von jetzigen 1kHz auf 20kHz erhöhen. Partner LMU wird diese verbesserte Technologie mit Unterstützung von PLA in einen neuartigen Gattercontroller für logische Quantengatter mit einer logischen Gatterzeit von maximal 10ms integrieren. Parallel dazu wird PLA die Integration der SLM-Technologie in einen Controller für physikalische Gatter übernehmen und damit die erreichbaren physikalischen Gattergüten von 99.5% auf 99.9% steigern.

Innovation und Perspektiven

Der verfolgte Ansatz der MEMS-SLMs für die Implementierung beliebiger und vollständig parallelisierter Verschiebeoperationen eröffnet vollständig neue Möglichkeiten in der Skalierung und der erreichbaren Konnektivität von Neutralatomquantenrechnern. Die im Projektverlauf angestrebte Performanz kann dabei perspektivisch noch deutlich verbessert werden. Logische Gatterzeiten im 100 Mikrosekundenbereich sind realistisch. Die Entwicklungen bringen verschiedene Quantentechnologien voran, reduzieren die Abhängigkeiten von externen Zulieferern und markieren einen wichtigen Schritt in Richtung wirtschaftlich relevanter Anwendungen von Quantencomputern.