Dolní Sasko v kvantovém šílenství: TU Braunschweig přináší revoluci v technologii!

Dolní Sasko v kvantovém šílenství: TU Braunschweig přináší revoluci v technologii!

1. duben 2025 bude organizací UNESCO vyhlášen Mezinárodním rokem kvantové fyziky a technologií. Tuto významnou událost aktivně organizuje Technická univerzita v Braunschweigu (TU Braunschweig) a několik dalších institucí v Německu. TU Braunschweig je zakládajícím členem dolnosaské kvantové aliance Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) a hraje klíčovou roli v rychle se rozvíjejícím odvětví kvantových technologií v zemi.

V rámci oslav Světového dne kvanta 14. dubna proběhla působivá prezentace TU Braunschweig, která představila dolnosaský kvantový počítač. Ústředním prvkem této inovace je čip pro kvantový počítač iontové pasti vyvinutý TU. Tento čip je průlomový, protože kvantové počítače vyžadují extrémně nízké teploty, aby fungovaly efektivně. Výzkumníci z TU Braunschweig jsou v současné době v procesu vytváření kompaktnějších a teplotně stabilnějších kvantových počítačů.

Technologické inovace

Tým profesora Vadima Issakova nedávno dosáhl úžasných věcí miniaturizací elektroniky superpočítačů na kompaktní desky plošných spojů. Za zmínku stojí zejména nově vyvinutý čip, který redukuje řídicí elektroniku pro transport zachycených iontů faktorem 250. Tento čip funguje i při extrémních kryogenních teplotách kolem čtyř stupňů Kelvina a má potenciál výrazně zvýšit efektivitu budoucích kvantových výpočetních systémů.

Dalším významným pokrokem je vývoj prvního funkčního iontového mikrovlnného regulátoru na světě, který byl představen na Mezinárodní konferenci obvodů pevných látek (ISSCC). Tyto technologie tvoří základ pro slibnou budoucnost kvantových počítačů a jejich aplikací v různých oblastech.

Spolupráce a budoucí vývoj

Souběžně s vývojem v Braunschweigu si Leibniz Computing Center (LRZ) společně s Mnichovským kvantovým údolím (MQV) pořídily kvantový počítač založený na zachycených iontech. Tento systém, který obsahuje 20 qubitů, pochází od start-upu Alpine Quantum Technologies (AQT) z Innsbrucku a je podporován bavorskými státními ministerstvy financováním přibližně 9,8 milionu eur.

Kvantový počítač bude sloužit především výzkumným aktivitám sedmi členských organizací MQV, zejména pro implementaci systémového softwaru a programovacích prostředí. Důležitým cílem je integrace systému do vysoce výkonných počítačů LRZ. Cílem je urychlit vědecké simulace a vyvinout efektivní pracovní postupy pro superpočítače.

Systém AQT využívá elektricky nabité atomy (ionty), které jsou drženy v pasti a řízeny laserovými paprsky. Je působivé, že tento systém může pracovat při pokojové teplotě a vyžaduje pouze asi dva kilowatty elektrické energie. Přístup k tomuto kvantovému počítači je navíc organizován prostřednictvím cloudového připojení pro partnerské organizace MQV a LRZ, což zajišťuje širokou dostupnost.

Výzkumné programy Q-DESSI MQV a další projekty v LRZ nadále podporují rozvoj kvantových výpočetních zdrojů. Dotčení partneři zdůrazňují zásadní význam těchto technologií pro výzkum a rozšiřování možností v oblasti kvantových počítačů, což by mohlo mít významný dopad i na budoucí aplikace v průmyslu.

Celkově je vidět, že vývoj v oblasti kvantové fyziky a technologií otevírá slibné perspektivy jak v Dolním Sasku, tak v Bavorsku. Kombinace výzkumu a praktických aplikací bude hrát rozhodující roli při utváření budoucnosti kvantové technologie.

Více informací najdete na TU Braunschweig, Mnichovské kvantové údolí.