Quantencomputing bei Raumtemperatur

Quantum Brilliance hatte sich in einer öffentlichen Ausschreibung durchgesetzt und verkauft diese Lösung zum ersten Mal in Europa. Das Quantum Development Kit der zweiten Generation (QB-QDK 2.0) kombiniert klassische sowie Quantenprozessoren in einem 19-Zoll-Serverrack. Die Hardware kommt zusammen mit einem virtuellen Emulator für High Performance Computing (HPC) zum Einsatz. Mit dieser Investition stärkt das Fraunhofer IAF die organisationseigene Forschungsinfrastruktur als Teil eines umfassenden Quantencomputer-Ökosystems.

Stabile Qubits bei Raumtemperatur

Die in den Beschleunigern eingesetzten Quantenprozessoren von Quantum Brilliance nutzen synthetische Diamantsubstrate, in deren atomaren Kohlenstoffgittern durch ein innovatives Verfahren einzelne Stickstoffatome platziert werden. So entstehen Stickstoff-Fehlstellen-Zentren (NV-Zentren), die als Qubit für quantenmechanische Berechnungen fungieren. Im Unterschied zu anderen Quantengroßrechnern lassen sich diese Quantenbeschleuniger in 19-Zoll-Serverracks verbauen und bei Raumtemperatur betreiben. Sie benötigen somit kein umfangreiches kosten- sowie energieintensives Kühlsystem, um die Qubits in einem stabilen Zustand zu halten.

Hybrides System aus QPUs, CPUs und NVIDIA-GPUs

Das QB-QDK 2.0 ist ein hybrider Rechenknoten, in dem ‚klassische‘ CPUs, NVIDIA-GPUs sowie der Quantenprozessor (QPU) von Quantum Brilliance arbeiten – in unmittelbarer Nähe zueinander innerhalb eines einzigen Racks. Mit dieser Architektur lassen sich verschiedene Varianten von Algorithmen für hybride Rechnersysteme erforschen, die beispielsweise quantenbasierte und klassische neuronale Netze miteinander kombinieren und so leistungsfähigere Methoden für Machine Learning ermöglichen.

Quantum Brilliance und Fraunhofer IAF haben bereits mehrfach zusammengearbeitet, unter anderem im Rahmen von DE-BRILL. Dieses staatlich geförderte Projekt konzentriert sich auf die Weiterentwicklung von Quantencomputertechnologien mit diamantbasierten Qubits.

Das QB-QDK2.0 erweitert nun auch die bestehende Software-Suite von Quantum Brilliance am Fraunhofer IAF in Freiburg. Diese besteht aus dem Open Source-Development Kit Qristal SDK und dem Qristal Emulator und erlaubt Benutzern die Simulation von Quantencomputer-Backends mit realistischen Rauschmodellen, basierend auf der CUDA-Q-Plattform von NVIDIA.

Quantum Brilliance wird bei der Installation des neuen Systems von IT-Systemintegrator SVA System Vertrieb Alexander unterstützt.

Quantum Brilliance wurde 2019 gegründet und ist ein wagniskapitalfinanzierter australisch-deutscher Hersteller von Quantencomputing-Hardware. Das Unternehmen bietet Quantenbeschleuniger aus synthetischen Diamanten sowie ein Set aus Softwaretools und Applikationen. Die Vision ist, einen breiten Einsatz von Quantenbeschleunigern zu ermöglichen – um Unternehmen in die Lage zu versetzen, Edge-Computing-Anwendungen und Supercomputer der nächsten Generation zu nutzen. Quantum Brilliance unterhält Partnerschaften in Nordamerika, Europa sowie im asiatisch-pazifischen Raum und arbeitet mit Regierungen, Hochleistungsrechenzentren, Forschungseinrichtungen und führenden Köpfen aus der IT-Industrie zusammen.