Forskningsprojekt vil knække koden til kvantelyskilder og kvantenetværk

Kvanteteknologi gør det muligt at lave ubrydelig kryptering og helt nye typer af computere, som kan løse problemer, som ingen computer i dag kan håndtere. Selv de største supercomputere må give op, når det kommer til detaljerede beregninger af for eksempel kemiske reaktioner.

Der er nu et kapløb mellem forskellige platforme til kvanteteknologi, og en af de mest lovende er fotonik, som gemmer kvanteinformation i form af lys i optiske kvantenetværk. Der mangler bare en central byggesten, nemlig en ny type kvantelyskilder, som ikke findes i dag. Det vil et nyt forsknings- og innovationsprojekt lave om på.

Den teknologiske vision bygger på at kombinere nanofotoniske chips fra DTU med unikke teknologier inden for materialer, nanoelektromekanik, nanolitografi og kvantesystemer.

- Det er en virkeligt svær opgave, men vi har også sat et virkeligt stærkt hold. Et af de sværeste mål er at integrere kvantelyskilder med kvantehukommelse. Det så urealistisk ud for bare et par år siden, men nu kan vi se en vej igennem, siger Søren Stobbe, som er professor på DTU.

Der findes mange forskellige typer kvantelyskilder i dag, men enten spiller de ikke sammen med kvantehukommelse, eller også spiller de ikke sammen med optiske fibre.

Der er faktisk kun én mulighed, og det er grundstoffet erbium, men erbium vekselvirker alt for svagt med lys. Der er behov for at skrue gevaldigt op for den vekselvirkning, og det er nu muligt ved hjælp af helt ny nanofotonisk teknologi udviklet på DTU.

Projektet kræver ikke kun avanceret nanofotonik men også kvanteteknologi, integreret fotonik med ekstremt lavt effektforbrug og nye metoder til nanofabrikation, og de rummer alle et meget stort potentiale. For eksempel er de samme fotoniske chips, som projektet vil udvikle til kvanteteknologi også direkte relevante for datacentre, som bruger stadigt flere fotoniske chips.

I projektet vil forskerne kombinere DTUs nanofotoniske ekspertise med erbium-teknologi fra Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, kvantenetværk fra Humboldt Universität i Berlin, nanoteknologi fra Beamfox Technologies ApS og integreret fotonik fra Lizard Photonics ApS.

Fakta

• Innovationsfondens investering: 40 mio. kr.
• Samlet budget: 48 mio. kr.
• Varighed: 5 år.
• Officiel titel: EQUAL | Erbium-based silicon quantum light sources.

Om partnerne:

Beamfox Technologies ApS, Danmark

Beamfox udvikler løsninger til nanolitografi, og selskabets software bruges af en lang række af verdens bedste universiteter og techvirksomheder.

Danmarks Tekniske Universitet - DTU Electro, Danmark

Et af verdens førende tekniske universiteter, som for nylig også blevet kåret til bedste tekniske universitet i EU. Professor Søren Stobbes forskningsgruppe er verdensførende indenfor ultrakompakte optiske resonatorer.

Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf, Tyskland

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) udfører banebrydende forskning i materialevidenskab på atomar og nanometer skala. Yonder Berencéns forskningsgruppe har specialiseret sig i udviklingen af optiske emittere i silicium ved anvendelse af ionstråleteknikker.

Humboldt Universität zu Berlin, Tyskland

Har udmærket sig særligt indenfor fysik og teknologi med 57 nobelprisvindere blandt sine tidligere og nuværende forskere. Professor Tim Schröder er ekspert i kvantehukommelser og kvantenetværk.

Lizard Photonics ApS, Danmark

Dansk selskab, som kommercialiserer DTUs forskning indenfor integreret nanoelektromekanisk fotonik.