Superconducting Qubit Quantum Computer (SQQC)

Um einen Quantenprozessor in der "Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ)"-Ära zu betreiben, wird das SQQC-Konsortium (Superconducting Qubit Quantum Computer [dt.: Supraleitende Qubit Quantencomputer]) schnelle (Re-)Kalibrierungs- und Abstimmungsschemata einschließlich spezifischer Firmware für den Betrieb verallgemeinerter Arten von Qubits implementieren. Effiziente Optimierungsalgorithmen einschließlich Echtzeit-Pulssequenzierung und originalgetreue Rücksetzoperationen für hohe Triggerraten werden entwickelt. In Zusammenarbeit mit den Konsortien THEQUCO, Q-DESSI und HAT wird das SQQC-Konsortium dann Benchmark-Algorithmen entwickeln und in einer Hochleistungsrechnerumgebung bei hoher Betriebsgeschwindigkeit ausführen.

Ein weiteres wichtiges Ziel dieses Konsortiums ist die Verbesserung der Kohärenzzeit von supraleitenden Quantenschaltungen als Voraussetzung für den erfolgreichen Betrieb von Quantenalgorithmen auf skalierbaren Architekturen. Es werden neuartige Materialien, verbesserte Herstellungsprozesse und alternative Typen supraleitender Qubits mit geringem Platzbedarf untersucht. Um die Projektziele zu erreichen, wird das SQQC-Konsortium eng mit dem SHARE-Konsortium und KQTPE bei der skalierbaren Herstellung, Heterointegration und Verpackungstechnologie zusammenarbeiten.

Um eine Zwei-Qubit-Gate-Treue von mehr als 99% sowohl in planaren Chipgeometrien als auch in skalierbaren integrierten 3D-Quantenprozessoren zu erreichen, werden die Material- und Herstellungsbemühungen durch die Entwicklung optimaler Kontrollmethoden und Charakterisierungsschemata zusammen mit dem HAT-Konsortium und durch Benchmarking-Tools für Vollprozessoren mit dem THEQUCO-Konsortium unterstützt. Durch die Entwicklung nicht-reziproker On-Chip-Mikrowellen-Komponenten will das SQQC-Konsortium die Skalierbarkeit des Systems erhöhen, das Auslesen der Qubits verbessern und in Zusammenarbeit mit den Konsortien Q-DESSI und SHARE eine schnelle Rückkopplungskontrollelektronik für die direkte Integration in eine Hochleistungsrechnerumgebung entwickeln.

Institute

Walther-Meißner-Institut (WMI) – Bayerische Akademie der Wissenschaften (BAdW)

Department Physik (PH) – Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

School of Computation, Information and Technology (CIT) – Technische Universität München (TUM)

School of Natural Sciences (NAT) – Technische Universität München (TUM)