Forschungsprojekt ausgeschrieben
Quantencomputer sind auf dem Weg, das Computing zu revolutionieren
Quantenprozessoren für den mobilen Einsatz. Die Agentur für Innovation in der Cybersicherheit (Cyberagentur), Halle an der Saale, hat ein Forschungsprojekt ›Mobiler Quantencomputer – Quantenprozessoren für den mobilen Einsatz in Verteidigungs- und Sicherheitsanwendungen‹ ausgeschrieben. Das als Wettbewerb ausgestaltete Vorhaben wurde am 12. Dezember 2022 gestartet und findet in vier Phasen statt.
Dabei geht es im Bereich der Erforschung von Quantencomputern um das frühzeitige Mitdenken und Erforschen der Aspekte Mobilität beziehungsweise schnelle Verlegbarkeit. Relevante Parameter dafür sind insbesondere Größe, Gewicht oder Energieverbrauch. Zugleich soll die Steigerung der Leistungsfähigkeit gegenüber aktuellen Quantenprozessoren signifikant vorangetrieben werden.
»Mobile Systeme sind insbesondere für den Einsatz in Sicherheits- und Verteidigungsszenarien von großem Interesse, da sie nicht auf eine Datenanbindung an ein stationäres Rechenzentrum mit Quantencomputer angewiesen sind«, erläutert Projektleiter Dr. Roman Bansen. »Speziell im Krisen- oder Verteidigungsfall ist die umgehende Verlegbarkeit wichtig. Aber auch für zahlreiche andere Anwendungen im In- und Ausland bieten kleine, mobile Systeme unschätzbare Vorteile.« Die Ziele des Projekts sollen daher einen maßgeblichen Beitrag zur digitalen Souveränität Deutschlands auf dem Gebiet des Quantencomputing leisten.
»Die Projektlaufzeit wird in vier Phasen aufgeteilt«, sagt Bansen, Forschungsreferent Schlüsseltechnologien. »Zum Ende wird ein Laboraufbau eines vollständig mobilen Quantencomputers entstehen.« An diesem können Tests durchgeführt werden, erste Versuchsanwendungen geschrieben und erprobt werden und auf dessen Basis kann in Zukunft die Entwicklung leistungsfähiger mobiler Systeme durchgeführt werden.
Durch das Forschungsvorhaben soll zudem die Miniaturisierung aller Komponenten eines Quantencomputers, also nicht nur dem reinen Quantenprozessor selbst, sondern auch der zum Betrieb notwendigen Peripheriegeräte erreicht werden.
»Für die physische Realisierung der Qubits eines Quantenprozessors gibt es dabei eine Reihe verschiedener Forschungsansätze, die allesamt Vor- und Nachteile aufweisen«, analysiert der Forscher der Cyberagentur den aktuellen Entwicklungsstand. »Obgleich die Ansätze sehr unterschiedlich weit fortgeschritten sind, ist bislang nicht absehbar, welche davon sich durchsetzen werden.« Mehrere der Ansätze haben das Potenzial, sich für mobile Anwendungen einsetzen zu lassen. Insofern soll sich im Verlauf des Projekts auch zeigen, inwieweit sich die verschiedenen Systeme tatsächlich für leistungsfähige, mobile Quantencomputer eignen.
»Es ist zu erwarten, dass Quantencomputer in absehbarer Zeit das Computing revolutionieren werden«, schätzt Bansen die Entwicklung auf dem Gebiet ein. »Quantencomputer erlauben eine massive Parallelisierung bestimmter Rechenvorgänge, die für klassische Computer unmöglich ist. Der Geschwindigkeitsvorteil für konkrete Anwendungen wird enorm sein. Beispielsweise für Optimierungsprobleme, großskalige Simulationen, im Kontext der Analyse großer Datenmengen oder auch der Kryptografie.«