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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.
On Thursday, the JION trapped-ion quantum computer was officially commissioned at the Jülich Research Centre. North Rhine-Westphalia Premier Hendrik Wüst called the system a “milestone in technology.” It is intended to provide science and industry with computing power that combines classical high-performance computers and quantum computers.
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.
JION stores information in ionized ytterbium atoms. Electromagnetic fields hold the charged atoms in place in a vacuum and control them for computation. This distinguishes the approach from superconducting systems: The quantum processor does not have to operate at temperatures close to absolute zero. JION uses the MAGIC technology developed in Siegen for control. It uses microwaves and deliberately generated magnetic-field gradients to control individual qubits and connect them directly to one another.
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.
Access is provided through JUNIQ, the research centre’s modular quantum computing infrastructure. It brings together different quantum systems and connects them to the HPC infrastructure of the Jülich Supercomputing Centre—that is, to classical high-performance computers. For selected tasks, these computers will be able to offload individual operations to a quantum system. Jülich cites optimization in logistics, transportation and process engineering, as well as physics, chemistry, biology, medicine, materials research and machine learning, among the potential applications.
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.
JION is operational but has not yet been fully expanded. Initially, only a few qubits will be available; the number is expected to rise to ten qubits by mid-2027. The supplier is Eleqtron of Siegen, a spin-off from the University of Siegen founded in 2020. In 2024, the company and its partners had already delivered the QSea demonstrator, with ten qubits, to the German Aerospace Center in Hamburg.
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.
While JION is starting today with only a few qubits, the next projects are targeting larger systems: SQALING is intended to advance trapped-ion technology toward chip-based platforms with up to around €25 million in funding from the EU through the EFRE/JTF program in North Rhine-Westphalia; JION+ with 40 qubits is scheduled for mid-2028. A further €35 million in funding is going to Q-STAR.NRW, which aims to procure and integrate a scalable semiconductor quantum computer into JUNIQ; a system with up to 200 qubits is planned.