I et nyt forskningsprojekt udvikles næste generation af kvantelyskilder for at muliggøre kvanteberegninger med fotoner. Innovationsfonden har investeret 12,3 mio. kr. i projektet.
En af de førende teknologier i kapløbet om at realisere fremtidens kvantecomputer er fotoniske chips, hvor beregninger foretages med lyspartikler, fotoner, i stedet for elektriske signaler.
I DeQD (Deterministic Quantum Dots for Quantum Computing) projektet vil vi udvikle en kvantelyskilde, der kan udsende mange identiske og entangled fotoner, hvilket er den fundamentale hardware, som muliggør optiske kvantecomputere.
Det globale kapløb om at bygge en kvantecomputer stiller store krav til udvikling af ny materialer og teknologier. Hvis Danmark trods sin størrelse skal gøre sig forhåbninger om at have en førende position i denne udvikling, er det derfor vigtigt at samarbejde på tværs af forskningsgrupper og firmaer.
Værdifuld ressource
DeQD-konsortiet er ledet af DFM – Danmarks Nationale Metrologiinstitut og vil samle nøgleaktører i det danske kvanteøkosystem med det mål at udvikle nye typer kvantefotonskilder, der er en værdifuld ressource for kvantecomputing og kommunikation.
Den vigtigste nye metode, som skal udvikles i projektet, er en præcist kontrolleret fremstilling af enkeltfoton-kilder ved hjælp af såkaldte quantum dots. Metoden giver en stor forbedring i forhold til den traditionelle metode og har både kommercielle og videnskabelige anvendelser, som begge vil blive demonstreret i projektet.
Kvanteberegninger baseret på lys er en af de førende platforme inden for kvantecomputere, og der investeres i øjeblikket massivt inden for området. De fundamentale teknologier til fremstilling af kvantekyskilder stammer fra telekommunikatioinsindustrien, men teknologierne skal forfines for at kunne udnyttes til kvanteteknologi.
“Udviklingen af kvantebecomputere er stærkt afhængig af konstruktionen af nye materialer og undersøgelsen af deres egenskaber på atomær skala. I DeQD-projektet vil vi demonstrere højtydende enkeltfoton-lyskilder ved at kombinere præcis positionering af nanostrukturer med avancerede materialer, alt i ultrahøjt vakuum,” siger Sabbir A. Khan, DeQD Project leder & Seniorforsker hos DFM.
Nødvendig synergi
“Hvis Sparrow skal bevare sit teknologiske forspring inden for fotoniske kvantekilder, kræver det, at vi kan levere det ypperste inden for en lang række teknologier, hvilket Sparrow ikke kan løfte alene. DeQD-projektet omhandler en helt central del af vores produkt, og partnerskabet med DFM har afgørende betydning for at løfte denne teknologi til næste niveau. Projektet tilbyder derfor en unik mulighed for at skabe den nødvendige synergi, der vil styrke Danmarks nøglerolle i udviklingen og leveringen af komponenter, som vil være afgørende for at opnå kvantemæssige fordele på tværs af diverse industrier. Vi ser frem til at bidrage til denne indsats,” siger Kurt Stokbro, CEO i Sparrow Quantum.
DeQD konsortiet består af Dansk Fundamental Metrologi (DFM), der er Danmarks Nationale Metrologi Institut, Sparrow Quantum, der er blandt verdens førende kvantevirksomheder indenfor fotoniske kvantechips, Niels Bohr Instituttet (NBI) der er førende inden for kvanteforskning, og spanske ICN2, der er verdensførende i karakterisering af kvantematerialers egenskaber.
I projektet vil DFM producere de centrale kvantematerialer i samarbejde med NBI med udgangspunkt i DFM’s nye Molecular Beam Epitaxy system (MBE), der muliggør fabrikation af materialer med atomar nøjagtighed. De producerede materialer undersøges løbene af ICN2 for at optimere egenskaberne. De producerede kvantekilder vil blive videreforarbejdet af SQ der vil teste deres egenskaber i samarbejde med NBI. Ved afslutningen af projektet forventes Sparrow Quantum at kunne lancere kommercielt tilgængelige fotonkilder baseret på projektet.
Fakta
- Innovationsfondens investering: 12.3 mio. kr.
- Samlet budget: 18.1 mio. kr.
- Varighed: 3 år.
- Officiel titel: Deterministic Quantum Dots for Quantum Photonics
Om partnerne
DFM er Danmarks Nationale Metrologi Institut og besidder det højeste niveau af målekompetence i Danmark på tværs af en række kritiske målinger. DFM fungerer også som DIANA NATO Quantum Test Center. Med en rig historie inden for kvanteteknologi, standarder og metrologi omfatter DFM’s primære ekspertiseområder kvanteberegning, kvantekommunikation og kvantesensorer.
Sparrow Quantum er en førende leverandør af kvantefotoniske chips, som accelererer den revolutionerende udvikling af optiske kvantecomputere og kvantekommunikation. Virksomheden udspringer af over to årtiers banebrydende forskning ved Niels Bohr Instituttet, baseret på demonstrationen af verdens bedste deterministiske enkeltfotonkilder. Disse kilder produceres i dag af Sparrow Quantum i København, sætter branchestandarder og får anerkendelse fra førende kvanteteknologigrupper over hele verden.
Niels Bohr Instituttet er en del af Københavns Universitet og førende inden for kvanteforskning. I dette projekt medvirker to grupper fra NBI. The Novo Nordisk Foundation Quantum Computing Programme (NQCP) gruppen er ansvarlig for NBI’s bidrag til fremstilling af de fotoniske chips. Center for Hybrid Quantum Networks (Hy-Q) gruppen vil karakterisere kilderne og anvende dem kvanteberegning.
The Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2) i Barcelona er en af verdens førende instituter inden for karakterisering af nano materialer. Deres ekspertise er central i forhold til at optimere fabrikations betingelserne for kvantelyskilderne.
Kilde: innovationsfonden.dk