Neues Labor für Quantenelektronik

In dem Labor werden zirka zwanzig Forscherinnen und Forscher tätig sein. Neben Quantencomputing soll an der Entwicklung von KI-Algorithmen zur frühzeitigen Erkennung von Veränderungen in Power-Systemen gearbeitet werden.

Eine wesentliche Aufgabe des neuen Quantenlabors wird es sein, die Elektronik für Ionenfallen-Quantencomputing zu entwickeln und zu test

Laut Richard Kuncic, Senior Vice President und General Manager Power Systems bei Infineon Technologies, will Infineon Herzstück des Quantencomputers neu erfinden: „Eine wesentliche Aufgabe des neuen Quantenlabors wird es sein, die Elektronik für Ionenfallen-Quantencomputing zu entwickeln und zu testen mit dem Ziel, diese in die Quantum Processing Unit zu integrieren. Denn nur so lässt sich Quantencomputing skalieren und nutzbar machen.“ Kuncic zeigte sich davon überzeugt, dass Quantencomputer dank ihrer Rechenleistung viele Anwendungen revolutionieren werden – aber davor stehe noch ihre Industrialisierung. Diese soll durch Infineons neues Labor vorangebracht werden.

Qubits, die kleinsten Einheiten für Berechnungen in Quantencomputern, sind äußerst empfindlich

Dazu hat das Unternehmen einen Kryostaten installiert, eine Art Superkühlschrank, der bis zu 4 K, minus 269 ° C, kühlen kann. Qubits, die kleinsten Einheiten für Berechnungen in Quantencomputern, sind äußerst empfindlich und nur unter extremen Bedingungen ausreichend stabil. Typisch sind Temperaturen unter - 250 ° C und niedrigste Drücke. Trotz dieser extremen Bedingungen muss die Elektronik einwandfrei arbeiten. Gerade in derart kalten Umgebungen verändern viele Materialien ihre Eigenschaften.

Zwar gibt es bereits Quantencomputer, doch handelt es sich dabei um Installationen von und für Forschungseinrichtungen. Für die Skalierung hin zu leistungsfähigen Quantencomputern und zur Industrialisierung der Technik fehlen noch einige Entwicklungsschritte. Dazu gehört die präzise elektronische Ansteuerung von hunderten und tausenden von Qubits.

Das Team in Oberhaching entwickelt unter anderem optische Detektoren, um Quantenzustände der Ionen auszulesen. Dabei kooperiert es mit Infineons Quantenlabor in Villach, das auf Ionenfallen spezialisiert ist. Darüber hinaus wird es nach Synergien mit Kolleginnen und Kollegen in Dresden und Regensburg suchen, die Silizium- und Supraleiter-Qubits erforschen.

Im Bereich Leistungshalbleiter wird künstliche Intelligenz eingesetzt, um das Alterungs- und Ausfallverhalten von Mikroelektronik im Bereich Power zu simulieren. Hierfür müssen passende Algorithmen entwickelt sowie durch praktische Messung die Datenbasis geschaffen werden, um Neuronale Netze zu trainieren. So könne laut Infineon die Lebensdauer von Power Convertern besser abgeschätzt und Anomalien für eine vorausschauende Wartung erkannt werden, um den Ausfall von Geräten zu verhindern und Nutzungszeiten zu optimieren.