Für Quantencomputing kommen viele Anwendungsbereiche in Frage. Künftig könnten die dank Quanteneffekten extrem leistungsfähigen Prozessoren auch in Einrichtungen des Bundes und der öffentlichen Verwaltung komplexe Probleme lösen. Die Bundesdruckerei und Q.ANT kooperieren seit 2022 im Rahmen eines Forschungsentwicklungsauftrages und testen die Anwendbarkeit von Quantentechnologien.
Im Rahmen dieses Auftrags wurde die erste Generation Q.ANT-Chips zu einem Prozessor aufgebaut. In einem Funktionstest wurde ein System entwickelt, um Zufallszahlen zu simulieren. Solche zufälligen Zahlenfolgen sind schwer zu erzeugen und können beispielsweise zur Verschlüsselung von Daten eingesetzt werden. Das System erfüllt dabei die Testkriterien des US National Institute of Standards and Technology (NIST) und könnte eine weitere sichere Quelle von Zufallszahlen, zusätzlich zu herkömmlichen physikalischen Generatoren, darstellen.
Souveräne Umgang mit Quantentechnologien
„Im Rahmen des vom Bundesministerium für Finanzen geförderten Projektes Qu-Gov evaluieren wir als Bundesdruckerei Anwendungen in der Bundesverwaltung, um dem Staat einen souveränen Umgang mit Quantentechnologien zu ermöglichen. Wir freuen uns, in Q.ANT einen kompetenten Partner gefunden zu haben, mit dem wir Quantencomputing und Quantenkommunikation ,Made in Germany‘ gemeinsam gestalten können“, sagt Dr. Oliver Muth, Projektleiter und Senior Principal Secure Materials & Quantum Systems der Bundesdruckerei.
Für die Quantenchips setzt Q.ANT auf eine eigene Technologie-Plattform. Zentrale Bestandteile der Chips sind die sogenannten optischen Wellenleiter: Sie ermöglichen die Kontrolle von Licht und Quanteneffekten in hochintegrierter Form. Dies wiederum ist Voraussetzung, um Quantentechnologien aus den Laboren in alltägliche Produkte zu bringen.
Lithium-Niobat auf Silizium-Basis für Quantenchips
Für den Aufbau der Chips nutzt Q.ANT ein Materialsystem, welches die elektronische Welt, basierend auf Silizium, mit der photonischen Welt verbindet. In diesem System werden sehr dünne Schichten aus Lithium-Niobat auf Silizium aufgebracht und anschließend zu optischen Wellenleitern strukturiert. Lithium-Niobat gilt heute als möglicher Schlüssel für das zukünftige photonische Quantencomputing.
Q.ANT-Gründer und Geschäftsführer Michael Förtsch freut sich über die Zusammenarbeit mit der Bundesdruckerei: „Behörden und Unternehmen im Staatsbesitz haben als frühe Anwender innovativer Technologien eine besondere Bedeutung. Sie fördern zukunftsweisende Technologien und unterstützen auf diese Weise junge Unternehmen. Darüber hinaus trägt dies dazu bei, dass sich Hochtechnologie in Deutschland aufbaut und etabliert.“
