Ein internationales Team um Philip Walther von der Universität Wien hat einen photonischen Quantencomputer entwickelt. Es ist der erste Quantenprozessor, der in den Weltraum geschickt wird. Eine besondere Herausforderung für das Team war es gemäss Mitteilung, den Quantencomputer so zu bauen, dass er den extremen Bedingungen im Weltraum standhalten kann. Der mit dem Quantenprozessor ausgestattete Satellit wird die Erde in einer Höhe von 550 km umkreisen. Der Quantenrechner im Miniaturformat soll am Samstagabend (21. Juni) von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien (USA) an Bord einer "Falcon 9"-Rakete von SpaceX abheben. Nach dem Eintritt des Satelliten in die Umlaufbahn sollen Kommunikation und Experimente starten.
Philip Walther und seine Forschungsgruppe Quantum Information Science and Quantum Computation an der Uni Wien gehören zu den Vorreitern bei der Entwicklung photonischer Quantentechnologien für Quantencomputer. Der Quantencomputer, der ins All geschickt wird, liefert einen entscheidenden Vorteil zu bisherigen Weltraum-Technologien: Er ermöglicht "Edge Computing". Das bedeutet, dass die Daten direkt auf dem Satelliten verarbeitet werden. So wird Zeit und Energie gespart, da die Daten nicht über Kommunikationskanäle übertragen werden müssen. Stattdessen liefert der Satellit die Analyseergebnisse – z.B. die Erkennung eines Waldbrandes – direkt.
Das von den Wiener Quantenphysiker:innen entwickelte System ist zudem vielseitig einsetzbar und kann für zukünftige Missionen angepasst werden. In der "heissen Phase" des Projekts verbrachte ein 12-köpfiges Team der Uni Wien vier Wochen in einem speziellen "Clean Room" des DLR Responsive Space Cluster Competence Centers in Trauen (Deutschland), wo in nur elf Arbeitstagen das Flugmodell für die Satellitennutzlast zusammengebaut wurde. Dabei kam Expertise aus den Bereichen Quantenphysik, Raumfahrttechnik, Elektronik und Softwareentwicklung zum Einsatz.
"Darüber hinaus ermöglicht uns diese Mission, die Leistung und Haltbarkeit von Quantenhardware unter extremen Bedingungen zu testen – wir können untersuchen, wie lange sie in der rauen Umgebung des Weltraums funktionsfähig bleiben", erklärt Philip Walther.
Mit den ersten Daten des Quantencomputers im Weltraum ist etwa eine Woche nach der erfolgreichen Einbringung des Satelliten in die Umlaufbahn zu rechnen. "Dieses Projekt hat uns zu einer "Raumfahrtgruppe" gemacht. Wir haben nun das Know-how, um weitere Experimente im All durchzuführen, sei es für fundamentale Quantenphysik oder praktische Anwendungen", so Projektleiter Philip Walther.
Für das aktuelle Satellitenprojekt arbeitete das Team der Uni Wien mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem Nationalen Forschungsrat (CNR) in Mailand, dem Institut für Quantenoptik und Quanteninformation an der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und dem Wiener Startup Qubo Technology zusammen.
