Quantentechnologie im Aufbruch: Braunschweig startet Innovationsprojekt!

Braunschweig, Deutschland - Am 19. Mai 2025 feiern die TU Braunschweig und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) den Start eines bedeutenden Forschungsprojekts im Bereich der Quantentechnologien. Dieses Projekt, das den Namen „HIQEQS“ trägt, ist Teil des Exzellenzclusters QuantumFrontiers und stellt eine deutsch-niederländische Zusammenarbeit mit fünf weiteren Partnern dar. Ziel dieser Initiative ist die Entwicklung neuartiger Messtechniken für die präzise Steuerung von Quantensensoren.

Die Herausforderungen des Projekts sind vielfältig. Zu den zentralen Aufgaben zählen die Ansteuerung eines Rasterkraftmikroskops, die Kontrolle einer speziellen magnetischen Messspitze und die elektronische Überwachung des Messobjekts. Um die zuvor genannten Komponenten effizient zu betreiben, müssen die Messspitze und der Quantenchip konstant bei etwa -296 Grad Celsius gehalten werden. Zudem ist es erforderlich, dass die Signale rauscharm sind, um die Präzision der Quantensensoren zu gewährleisten, wie TU Braunschweig berichtet.

Zusammenarbeit und Innovation

Die Zusammenarbeit zwischen den Institutionen ist entscheidend für den Erfolg des Vorhabens. Professor Vadim Issakov von der TU Braunschweig und Dr. Mark Bieler von der PTB sind die Hauptverantwortlichen für das Projekt. Sie arbeiten darauf hin, die integrierte Ansteuerelektronik für quantengenaue Signalhardware zu entwickeln, die eine erhebliche Reduktion der Bauteile ermöglicht – von 50 cm langen Leiterplatten auf wenige Quadratmillimeter. Die Nutzung der Josephson-Technologie in neuen Frequenzbereichen ist ein weiterer Schlüssel zu den angestrebten Fortschritten.

Um die Technologie voranzutreiben, plant das Team, drei Frequenzen im tiefkalten Bereich anzusprechen: Das Rasterkraftmikroskop im Kilohertzbereich, den SQUID-Sensor im Megahertzbereich und den Quantenchip im Gigahertzbereich. Mit diesem Ansatz soll die Präzision beim Auslesen von supraleitenden Quantencomputern um bis zu 10.000-fach verbessert werden. Darüber hinaus soll das Projekt auch Technologien außerhalb der Quantenmessung zugutekommen, was seine Vielseitigkeit unterstreicht.

Finanzierung und Perspektiven

Das HIQEQS-Projekt wird mit erheblichen Fördermitteln unterstützt, die fast 5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie Quantum Delta NL umfassen. Insgesamt erhält die TU Braunschweig knapp eine Million Euro aus diesen Mitteln. Die Projektlaufzeit beträgt drei Jahre, gestartet wird zu Beginn des Jahres 2025. Zu den Partnern des Projekts gehören neben TU Braunschweig und PTB auch die Infineon AG, TU Delft, Supracon AG, QuantaMap B.V. und Delft Circuits.

Der Kontext dieser Entwicklungen wird durch die Fortschritte im Quantencomputing erweitert. Wie die Fraunhofer-Institute betonen, können Quantencomputer komplexe Probleme effizienter lösen als klassische Computer. Dennoch stehen die Wissenschaftler vor bedeutenden Herausforderungen, darunter die Fehlerminderung und -korrektur, die Skalierbarkeit und die Kühlung der Systeme.

Die Anwendungsbereiche für Quantencomputer sind vielseitig und reichen von der Entwicklung neuer Materialien über optimierte Logistik- und Verkehrsplanung bis hin zur schnelleren Medikamentenentwicklung auf Molekülebene und neuen Möglichkeiten im Finanzwesen. Die Integration von Quantencomputing mit Maschinellem Lernen und Künstlicher Intelligenz wird als zukünftiger Schlüssel für große Fortschritte angesehen.