Nach Jahrzehnten rasanter Fortschritte stoßen klassische Computertechnologien zunehmend an ihre Grenzen. Der stetig wachsende Bedarf an Rechenleistung verlangt nach neuen Ansätzen. Technologien, die auf den Gesetzen der Quantenphysik beruhen, werden dabei absehbar eine zentrale Rolle spielen. Quantencomputer können Rechenleistungen erreichen, die weit über die Möglichkeiten klassischer Systeme hinausgehen und damit entscheidende Impulse für die Entwicklung neuer Materialien, Chemikalien oder sicherer Kommunikationswege geben. In den vergangenen Jahren hat das Feld enorme Fortschritte gemacht: Prozessoren mit einigen hundert Qubits zeigen bereits das Potenzial dieser Technologie. Die Skalierung auf Tausende oder gar Millionen Qubits bleibt jedoch eine der größten Herausforderungen auf dem Weg zu praxistauglichen Anwendungen. Das Quantencomputing befindet sich damit in einer entscheidenden Phase. ML4Q richtet seine Forschung auf die Entwicklung neuartiger Quanten-Hard- und Software aus, mit besonderem Fokus auf disruptive Technologien, die noch am Anfang stehen, aber das Potenzial haben, die weitere Entwicklung grundlegend zu prägen.

Die Aktivitäten von ML4Q umfassen vier Qubit-Plattformen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien: supraleitende, Rydberg-, Spin- und topologische Qubits. Aufbauend auf früheren Durchbrüchen verfolgen die Teams Ziele wie die Entwicklung neuer Algorithmen für Quantenprozessoren, die Verbesserung von Fehlerkorrektur und Hardware-Stabilität, die Schaffung von Schnittstellen für Datenaustausch zwischen und innerhalb von Chips sowie die Erforschung völlig neuer Qubit-Plattformen.

ML4Q stärkt nicht nur die Forschung, sondern auch die Entwicklung einer lebendigen Quantenregion. Mit modernster Infrastruktur, herausragenden Nachwuchstalenten und drei geplanten Schlüsselinstitutionen – dem „Training and Career Center“, dem „Center for Equity, Diversity and Inclusion“ sowie einem zentralen Hub für Softwareentwicklung und Datenmanagement – entsteht ein dynamisches Netzwerk für die Quantenforschung der Zukunft.

Beteiligte Institutionen:

• Forschungszentrum Jülich
• Freie Universität Berlin
• Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
• Ruhr-Universität Bochum
• Universität Paderborn
• Universität Siegen