Alam-Saksimaa kvanthulluses: TU Braunschweig muudab tehnoloogia revolutsiooniliseks!

Alam-Saksimaa kvanthulluses: TU Braunschweig muudab tehnoloogia revolutsiooniliseks!

1. aprill 2025 kuulutab UNESCO rahvusvaheliseks kvantfüüsika ja -tehnoloogia aastaks. Seda tähtsat üritust korraldavad aktiivselt Braunschweigi Tehnikaülikool (Braunschweigi TLÜ) ja mitmed teised Saksamaa institutsioonid. TU Braunschweig on Alam-Saksimaa kvantliidu Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) asutajaliige ja mängib üliolulist rolli riigi kiiresti arenevas kvanttehnoloogiatööstuses.

Maailma kvantpäeva tähistamise raames 14. aprillil toimus Braunschweigi TLÜ muljetavaldav ettekanne, mis tutvustas Alam-Saksimaa kvantarvutit. Selle uuenduse keskne element on TLÜ välja töötatud ioonilõksu kvantarvuti kiip. See kiip on murranguline, kuna kvantarvutid vajavad tõhusaks tööks äärmiselt madalat temperatuuri. Braunschweigi TLÜ teadlased tegelevad praegu kvantarvutite kompaktsemaks ja temperatuuristabiilsemaks muutmisega.

Tehnoloogilised uuendused

Professor Vadim Issakovi meeskond saavutas hiljuti hämmastavaid asju, minimeerides superarvutite elektroonika kompaktsetele trükkplaatidele. Eriti tähelepanuväärne on äsja välja töötatud kiip, mis vähendab lõksu jäänud ioonide transpordi juhtelektroonikat 250 korda. See kiip töötab ka äärmuslike krüogeensete temperatuuride juures, mis on umbes neli Kelvinit kraadi, ja võib oluliselt tõsta tulevaste kvantarvutussüsteemide efektiivsust.

Teine märkimisväärne edasiminek on maailma esimese funktsionaalse lõksuga ioonide mikrolainekontrolleri väljatöötamine, mida esitleti rahvusvahelisel tahkisahelate konverentsil (ISSCC). Need tehnoloogiad on aluseks paljutõotavale tulevikule kvantarvutuses ja selle rakendustes erinevates valdkondades.

Koostöö ja edasised arengud

Paralleelselt Braunschweigi arengutega hankis Leibnizi arvutuskeskus (LRZ) koos Müncheni kvantoruga (MQV) lõksu jäänud ioonidel põhineva kvantarvuti. See 20 kubiti sisaldav süsteem pärineb Innsbruckist pärit idufirmalt Alpine Quantum Technologies (AQT) ja seda toetavad Baieri liidumaa ministeeriumid rahastades ligikaudu 9,8 miljonit eurot.

Kvantarvuti hakkab eelkõige teenindama MQV seitsme liikmesorganisatsiooni teadustegevust, eelkõige süsteemitarkvara ja programmeerimiskeskkondade juurutamiseks. Oluline eesmärk on integreerida süsteem LRZ suure jõudlusega arvutitesse. Eesmärk on kiirendada teaduslikke simulatsioone ja töötada välja tõhusad töövood superarvutite jaoks.

AQT-süsteem kasutab elektriliselt laetud aatomeid (ioone), mida hoitakse lõksudes ja mida juhitakse laserkiirtega. On muljetavaldav, et see süsteem võib töötada toatemperatuuril ja vajab ainult umbes kaks kilovatti elektrienergiat. Lisaks sellele on MQV ja LRZ partnerorganisatsioonide jaoks korraldatud juurdepääs sellele kvantarvutile pilveühenduse kaudu, mis tagab laialdase juurdepääsetavuse.

MQV Q-DESSI uurimisprogrammid ja muud LRZ-i projektid toetavad jätkuvalt kvantarvutusressursside arendamist. Asjaomased partnerid rõhutavad nende tehnoloogiate üliolulist tähtsust teadusuuringutes ja kvantarvutite võimaluste laiendamises, mis võib samuti oluliselt mõjutada tulevasi rakendusi tööstuses.

Üldiselt on näha, et kvantfüüsika ja -tehnoloogiate valdkonna areng avab paljutõotavaid perspektiive nii Alam-Saksimaal kui ka Baieris. Uurimistöö ja praktiliste rakenduste kombinatsioon mängib kvanttehnoloogia tuleviku kujundamisel otsustavat rolli.

Lisateavet leiate aadressilt TLÜ Braunschweig, Müncheni Quantum Valley.