Jülich nimmt Ionenfallen-Quantencomputer JION in Betrieb

Am Donnerstag ist am Forschungszentrum Jülich der Ionenfallen-Quantencomputer JION offiziell in Betrieb genommen worden. Nordrhein-Westfalens Ministerpräsident Hendrik Wüst nannte die Anlage einen „Meilenstein der Technik“. Sie soll Wissenschaft und Industrie mit Rechenleistung versorgen, die klassische Hochleistungsrechner und Quantencomputer verbindet.

JION speichert Informationen in ionisierten Ytterbium-Atomen. Elektromagnetische Felder halten die geladenen Atome im Vakuum fest und steuern sie für die Berechnung. Das unterscheidet den Ansatz von supraleitenden Systemen: Der Quantenprozessor muss nicht bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt betrieben werden. Für die Steuerung nutzt JION die in Siegen entwickelte MAGIC-Technik, bei der Mikrowellen und gezielt erzeugte Unterschiede im Magnetfeld einzelne Qubits kontrollieren und direkt miteinander verbinden.

Der Zugang läuft über JUNIQ, die modulare Quantencomputing-Infrastruktur des Forschungszentrums. Sie bündelt verschiedene Quantensysteme und verbindet sie mit der HPC-Infrastruktur des Jülich Supercomputing Centre, also mit klassischen Hochleistungsrechnern. Bei ausgewählten Aufgaben sollen diese Rechner einzelne Operationen an ein Quantensystem auslagern können. Als mögliche Einsatzfelder nennt Jülich unter anderem Optimierung in Logistik, Verkehr und Verfahrenstechnik sowie Physik, Chemie, Biologie, Medizin, Materialforschung und maschinelles Lernen.

JION ist betriebsbereit, aber noch nicht fertig ausgebaut. Zunächst stehen nur wenige Qubits zur Verfügung; bis Mitte 2027 soll die Zahl auf zehn Qubits steigen. Lieferant ist Eleqtron aus Siegen, eine 2020 erfolgte Ausgründung der Universität Siegen. Das Unternehmen hatte 2024 gemeinsam mit Partnern dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Hamburg bereits den Demonstrator QSea mit zehn Qubits geliefert.

Während JION heute noch mit wenigen Qubits startet, zielen die nächsten Projekte auf größere Systeme: SQALING soll mit bis zu rund 25 Millionen Euro aus Mitteln der EU über das EFRE/JTF-Programm NRW die Ionenfallen-Technik zu chipbasierten Plattformen weiterentwickeln; für JION+ mit 40 Qubits ist Mitte 2028 vorgesehen. Weitere 35 Millionen Euro Förderung fließen in Q-STAR.NRW, das die Beschaffung und Integration eines skalierbaren Halbleiter-Quantencomputers in JUNIQ zum Ziel hat; geplant ist ein System mit bis zu 200 Qubits.