de.wedoany.com-Bericht: Die US-amerikanische National Science Foundation (NSF) hat kürzlich das Project Triad ins Leben gerufen, das darauf abzielt, Quantensensorik, Quantennetzwerke und Quantencomputing in einem einzigen betriebsfähigen System zu integrieren und eine einheitliche Quanteninfrastruktur für experimentelle Validierung und industrielle Umsetzung aufzubauen. Das Projekt stützt sich auf drei Programmtypen – das National Quantum Virtual Laboratory, X-Labs und Quantum+X – um die Erfassung, Übertragung und Verarbeitung von Quanteninformationen zu verknüpfen und verschiedenen Quantengeräten die Zusammenarbeit in einer einheitlichen Umgebung zu ermöglichen.
Die zentrale Aufgabe von Project Triad in der aktuellen Phase ist der Aufbau eines integrierten Quantensystems auf Konzeptnachweis-Ebene. Quantensensoren erfassen Informationen aus der Umgebung oder von physikalischen Objekten, Quantennetzwerke übertragen Quantendaten zwischen verschiedenen Geräten, und das Quantencomputing-System übernimmt die anschließende Verarbeitung. Die NSF betont, dass das System die Quantenkohärenz über den gesamten Prozess der Informationserfassung, -kommunikation und -verarbeitung aufrechterhalten muss, um zu verhindern, dass Quanteninformationen während der Übertragung oder beim Verbinden von Geräten zu gewöhnlichen Daten degradieren.
Das National Quantum Virtual Laboratory wird die Hauptaufgaben der Anlagenintegration und -prüfung übernehmen. Dieses Labor befindet sich derzeit noch in der Entwurfsphase; die NSF plant, bei ausreichender Finanzierung bis Dezember 2026 einige Projekte von der Planung in die Umsetzung zu überführen und Quantensysteme aufzubauen, die Forschungsteams für Experimente, Tests und Leistungsbewertungen nutzen können. Das „virtuelle Labor" ist nicht nur eine Software- oder Remote-Konferenzplattform, sondern verbindet Quantengeräte, Versuchseinrichtungen und Forschungsteams an verschiedenen Standorten, um gemeinsam nutzbare nationale Forschungs- und Validierungsressourcen zu schaffen.
Im Bereich der Systemvernetzung wird sich die NSF X-Labs auf die Lösung von Schnittstellenproblemen zwischen Quantengeräten, photonischen Komponenten und der Quanteninformationsübertragung konzentrieren. Quantencomputer, Sensoren und Kommunikationsgeräte verwenden nicht identische Hardware-Architekturen; um ein integriertes System zu schaffen, müssen Netzwerk- und Photonik-Infrastrukturen aufgebaut werden, die verschiedene Quantenknoten verbinden, und die Stabilität der Quanteninformation über große Entfernungen muss nachgewiesen werden. Zu den zuvor von der NSF ausgewählten Designteams gehören ein Quantennetzwerkprojekt über etwa 60 Meilen sowie Forschungsprojekte zu chipbasierten Quantensensoren, fehlertoleranter Quantenlogik und dynamischen Quantenschaltungen.
Quantum+X wiederum ist dafür verantwortlich, die integrierte Quantenanlage mit unternehmerischen Anwendungsszenarien zu verbinden. Die NSF sucht Partnerschaften mit Branchen wie Energie, Finanzen, Biotechnologie und Pharmazie, um Anwendungen wie Navigation und sichere Kommunikation, Erkundung unterirdischer Ressourcen, präzise medizinische Bildgebung und industrielle Materialüberwachung in einer einheitlichen Quantenumgebung zu validieren. Relevante Projekte werden zunächst in experimentellen und Testumgebungen die technische Machbarkeit bewerten, bevor entschieden wird, welche Systeme für eine Skalierung und unternehmerische Bereitstellung geeignet sind.
Dieses Programm bedeutet nicht, dass die USA bereits ein landesweites Quantenkommunikationsnetz aufgebaut haben; es wurden auch keine Angaben zu neuen Laborgebäuden, Längen von Glasfaserkabeln, Anzahl der Quantencomputer oder Gesamtinvestitionssummen gemacht. Derzeit ist bestätigt, dass die NSF ein einheitliches Infrastrukturprogramm gestartet hat, das Quantensensorik, -kommunikation und -computing umfasst, und vorgeschlagen hat, einige Projekte bis Ende 2026 in die Umsetzung zu bringen. Der weitere Fortschritt hängt von der Finanzierung, der Entwicklung von Geräteschnittstellen, Tests von Quantennetzwerken und den Ergebnissen der Integration von Konzeptnachweissystemen ab.
