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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.
Jeudi, le calculateur quantique à piège à ions JION a été officiellement mis en service au Centre de recherche de Jülich. Le ministre-président de la Rhénanie-du-Nord-Westphalie, Hendrik Wüst, a qualifié l’installation de « jalon technologique ». Elle doit fournir à la recherche et à l’industrie une puissance de calcul combinant supercalculateurs classiques et ordinateurs quantiques.
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 stocke les informations dans des atomes d’ytterbium ionisés. Des champs électromagnétiques maintiennent les atomes chargés dans le vide et les pilotent pour effectuer les calculs. Cette approche se distingue de celle des systèmes supraconducteurs : le processeur quantique n’a pas besoin de fonctionner à des températures proches du zéro absolu. Pour le piloter, JION utilise la technologie MAGIC, développée à Siegen, qui contrôle les qubits individuellement et les relie directement entre eux grâce à des micro-ondes et à des variations ciblées du champ magnétique.
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.
L’accès s’effectue via JUNIQ, l’infrastructure modulaire de calcul quantique du Centre de recherche. Celle-ci regroupe différents systèmes quantiques et les relie à l’infrastructure HPC du Jülich Supercomputing Centre, c’est-à-dire aux supercalculateurs classiques. Pour certaines tâches, ces machines pourront déléguer des opérations individuelles à un système quantique. Jülich cite notamment comme domaines d’application possibles l’optimisation dans la logistique, les transports et le génie des procédés, ainsi que la physique, la chimie, la biologie, la médecine, la recherche sur les matériaux et l’apprentissage automatique.
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 est opérationnel, mais son développement n’est pas encore achevé. Quelques qubits seulement sont d’abord disponibles ; leur nombre doit passer à dix qubits d’ici mi-2027. Le fournisseur est Eleqtron, une entreprise de Siegen issue de l’Université de Siegen en 2020. En 2024, l’entreprise avait déjà livré au Centre aérospatial allemand, à Hambourg, le démonstrateur QSea doté de dix qubits, en collaboration avec des partenaires.
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.
Alors que JION démarre aujourd’hui encore avec quelques qubits, les prochains projets visent des systèmes plus importants : avec jusqu’à quelque 25 millions d’euros provenant de fonds européens via le programme EFRE/JTF de Rhénanie-du-Nord-Westphalie, SQALING doit poursuivre le développement de la technologie des pièges à ions vers des plateformes sur puce ; JION+ doté de 40 qubits est prévu pour mi-2028. Par ailleurs, 35 millions d’euros de subventions supplémentaires sont affectés à Q-STAR.NRW, qui vise l’acquisition et l’intégration dans JUNIQ d’un ordinateur quantique à semi-conducteurs évolutif ; un système pouvant compter jusqu’à 200 qubits est prévu.