Revolusjon innen kvanteberegning: Tyske forskere utvikler lysmodulatorer!

Revolusjon innen kvanteberegning: Tyske forskere utvikler lysmodulatorer!

Verden av kvantedatabehandlingsteknologier får ny drivkraft gjennom innovative forskningsprosjekter som implementeres ved forskjellige anerkjente institusjoner. For tiden er prosjektet til Xinyu Ma ved Universitetet i Heidelberg spesielt fremhevet, som omhandler utvikling av høyhastighets optoelektroniske modulatorer for kvanteberegning ved bruk av ultrafiolett (UV) lys. UV-lys, kjent for sin høye energi ved korte bølgelengder, spiller en avgjørende rolle i samspillet med atomer og ioner kalt qubits, som er avgjørende for driften av kvantedatamaskiner. EU-kommisjonen har godkjent finansiering på rundt 218 000 euro for prosjektet med tittelen "Høyhastighets integrerte ultrafiolette elektrooptiske modulatorer" (HEIVOM) for å støtte utviklingen utført i professor Pernices forskningsgruppe. Gjennomføringen av dette prosjektet er drevet av det essensielle behovet for å utvikle modulatorer som lar lys kontrolleres på en effektiv måte - et teknologisk område som så langt har vært ansett som utilstrekkelig uni-heidelberg.de rapportert.

Xinyu Ma, som tok doktorgraden fra Tsinghua University i Kina i 2023, planlegger å utvikle innovative optoelektroniske kretser, nanoproduksjonsprosesser og 3D nanoprinting-prosesser i sin forskning. Disse teknologiene kan ikke bare øke effektiviteten, men også skape nye muligheter for å produsere og kontrollere lys, noe som er avgjørende for videreutviklingen av kvantedatabehandling.

Teknologiske utfordringer innen kvanteberegning

Implementeringen av kvantedatamaskiner basert på ladede eller nøytrale atomære qubits er avgjørende for å frigjøre fordelene deres – inkludert høy qubit-kvalitet, utmerkede koherenstider og portkvaliteter. Nøyaktig kontroll over fokuserte laserstråler representerer en av de største utfordringene. Denne prosessen krever spesifikke enheter for å generere fokuserte laserstråler, inkludert lasersystemer og komponenter som muliggjør rask, skalerbar og programmerbar modulering av lysintensitet eller fase. Har disse detaljene ipms.fraunhofer.de holdt.

Et interessant element i denne utviklingen er de romlige lysmodulatorene (SLM), som brukes til programmerbar modulasjon og bidrar til å realisere effektive prosesser innen kvanteberegning. Spesielt fokuserer SMAQ-prosjektet ved Fraunhofer IPMS på utvikling av faseskiftende, diffraktive synke-speil MEMS SLM-er for nøytral-atom kvantedatamaskiner. Denne teknologien gir betydelige fordeler i forhold til tradisjonelle flytende krystallbaserte modulatorer, som tilgang til det ultrafiolette spektralområdet og muligheten til å sette sammen atomare qubit-registre tettere, noe som resulterer i minimering av krysstale mellom modulatorpiksler.

Markedsutvikling og fremtidsutsikter

Etterspørselen etter kvantedatabehandling øker. Morgan Stanley spår at markedet for avanserte kvantedatamaskiner vil vokse til 10 milliarder dollar per år innen 2025. Selskaper som jobber aktivt med utviklingen av kvantedatamaskiner inkluderer store navn som IBM, Google og Alibaba, sammen med innovative oppstartsbedrifter som Novarion og Rigetti. Utvalget av kvantedatamaskiner kan deles inn i to hovedtyper: kvantedatamaskiner for generell bruk, som kan utføre alle typer databehandlinger, og kvanteglødeapparater, som er enklere i struktur og utfører spesialiserte oppgaver. For eksempel har VW brukt en kvanteglør fra D-Wave for å optimalisere trafikkflyten siden 2017, mens BMW forsker på optimalisering av produksjonsroboter med kvantedatamaskiner, som f.eks. fraunhofer.de rapportert.

Utviklingen innen kvanteberegningsteknologi fører til nye måter å løse komplekse problemer på som utgjør enorme utfordringer for tradisjonelle datamaskiner. Et spennende eksempel er evnen til å effektivt dekomponere små primtall, noe som kan ha betydelige implikasjoner for eksisterende kryptosystemer. Gitt de enorme utfordringene som finnes i drift av kvantedatamaskiner – som behovet for ekstremt lave temperaturer og elektromagnetisk skjerming – vil integrering av kvantedatabehandling i eksisterende infrastruktur fortsatt være en av de viktigste utfordringene for fremtiden.