Sie gilt als eine der Schlüsseltechnologien der Zukunft: die Quantentechnologie. Die Entwicklung von Quantencomputern und -netzwerken ist in den letzten Jahren immer schneller vorangeschritten.
Amazon investiert gleich mehrfach in die Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet: Im Herbst 2022 gab Amazons Tochterfirma Amazon Web Services (AWS) eine strategische Partnerschaft mit der Harvard Universität bekannt, die zum Ziel hat, die Grundlagenforschung im Bereich Quantennetzwerke voranzutreiben und damit verbundene Innovationen sowie Fachkräftenachwuchs zu fördern.
Parallel dazu hat Amazon im letzten Jahr ein eigenes Forschungszentrum für Quantennetzwerke gegründet: das AWS Center for Quantum Networking (CQN). Das neue Forschungszentrum spezialisiert sich auf die Forschung und Entwicklung von Quantennetzwerken, die die Fähigkeiten einzelner Quantenprozessoren verbinden und verstärken sollen. Es ist Amazons drittes Forschungszentrum auf dem Gebiet der Quantentechnologie, neben dem AWS Center for Quantum Computing und dem Amazon Quantum Solutions Lab.
Amazon setzt auf künstliche Diamanten für den Aufbau von Quantennetzwerken
Für die Entwicklung von Quantennetzwerken will Amazon künftig künstliche Diamanten einsetzen. Dafür ist der Konzern eine Kooperation mit dem weltweit größten Diamantenproduzenten und -händler, der De Beers Group sowie dem Produzenten künstlicher Diamanten Element Six eingegangen. Ziel ist, künstliche Diamanten zu züchten, die sich optimal für die Entwicklung von Quantennetzwerken eignen.
Warum künstliche Diamanten? Für die Vernetzung einzelner Quantenprozessoren werden Photonen, also kleinste Lichtbausteine, benötigt. Die Länge der zu vernetzenden Strecke ist dabei jedoch begrenzt, denn Photonen gehen über lange Strecken hinweg verloren. Um Daten mittels Photonen über größere Strecken hinweg dennoch sicher transportieren zu können, sollen die künstlichen Diamanten als eine Art Quanten-Repeater eingesetzt werden.
„Fehlerhafte“ Diamanten
Für den Einsatz in den Quantennetzwerken benötigt man die „Fehlstellen“ der Diamanten. Diamanten bestehen aus einem Gitter aus Kohlenstoffatomen. Bei den „Fehlstellen“ handelt es sich um in der Gitterstruktur der Diamanten eingeschlossene Stickstoffatome. Diese „Fehlstellen“ reagieren auf das ankommende Licht. Wenn sich die Stickstoffatome mit einem benachbarten leeren Platz in der Gitterstruktur verbinden, entstehen sogenannte „Stickstoff-Fehlstellenzentren“ (nitrogen vacancy oder kurz: NV-Fehlstellenzentren), die wiederum zu Qubits werden und die Daten weiter transportieren bzw. verarbeiten können. Damit sich die Diamanten als Quanten-Repeater eignen, müssen die Fehlstellen allerdings regelmäßig angeordnet sein. In Zusammenarbeit mit der De Beers Group sowie dem Unternehmen Element Six, das auf die Herstellung künstlicher Diamanten spezialisiert ist, will Amazon dazu geeignete künstliche Diamanten entwickeln und produzieren lassen.
Wenn es Amazon tatsächlich gelingt, mithilfe künstlicher Diamanten derartige Quantennetzwerke zu entwickeln und zu skalieren, stärkt das Unternehmen damit seine Führungsposition im Bereich Cloudsysteme weiter – und zwar mit großem Vorsprung gegenüber der Konkurrenz.