Lejassaksija kvantu trakā: TU Braunšveiga rada revolūciju tehnoloģijās!

Lejassaksija kvantu trakā: TU Braunšveiga rada revolūciju tehnoloģijās!

2025. gada 1. aprīli UNESCO pasludinās par Starptautisko kvantu fizikas un tehnoloģiju gadu. Šo nozīmīgo notikumu aktīvi organizē Braunšveigas Tehniskā universitāte (Braunšveigas TU) un vairākas citas institūcijas Vācijā. Braunšveigas TU ir Lejassaksijas kvantu alianses Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) dibinātāja, un tai ir izšķiroša loma valsts strauji augošajā kvantu tehnoloģiju nozarē.

Pasaules kvantu dienas svinību ietvaros 14. aprīlī notika iespaidīga Braunšveigas TU prezentācija, kas iepazīstināja ar Lejassaksijas kvantu datoru. Šīs inovācijas centrālais elements ir TU izstrādātā jonu slazda kvantu datora mikroshēma. Šī mikroshēma ir revolucionāra, jo kvantu datoriem ir nepieciešama ārkārtīgi zema temperatūra, lai tie darbotos efektīvi. Braunšveigas TU pētnieki pašlaik cenšas padarīt kvantu datorus kompaktākus un temperatūras ziņā stabilākus.

Tehnoloģiskās inovācijas

Profesora Vadima Isakova komanda nesen panāca pārsteidzošas lietas, miniaturizējot superdatoru elektroniku uz kompaktajām shēmām. Īpaši ievērības cienīgs ir jaunizveidotā mikroshēma, kas samazina kontroles elektroniku iesprostoto jonu transportēšanai par koeficientu 250. Šī mikroshēma darbojas arī ekstremālās kriogēnās temperatūrās, kas ir aptuveni četri Kelvina grādi, un tai ir potenciāls būtiski palielināt nākotnes kvantu skaitļošanas sistēmu efektivitāti.

Vēl viens nozīmīgs sasniegums ir pasaulē pirmā funkcionālā iesprostoto jonu mikroviļņu kontrollera izstrāde, kas tika prezentēts Starptautiskajā cietvielu shēmu konferencē (ISSCC). Šīs tehnoloģijas veido pamatu daudzsološai nākotnei kvantu skaitļošanā un tās lietojumos dažādās jomās.

Sadarbība un turpmākā attīstība

Paralēli notikumiem Braunšveigā Leibnicas skaitļošanas centrs (LRZ) kopā ar Minhenes kvantu ieleju (MQV) iegādājās kvantu datoru, kura pamatā ir notvertie joni. Šī sistēma, kas ietver 20 kubitus, nāk no Insbrukas start-up Alpine Quantum Technologies (AQT), un to atbalsta Bavārijas valsts ministrijas ar finansējumu aptuveni 9,8 miljonu eiro apmērā.

Kvantu dators galvenokārt kalpos septiņu MQV dalīborganizāciju pētniecības aktivitātēm, jo ​​īpaši sistēmu programmatūras un programmēšanas vides ieviešanai. Svarīgs mērķis ir integrēt sistēmu LRZ augstas veiktspējas datoros. Mērķis ir paātrināt zinātniskās simulācijas un izstrādāt efektīvas superskaitļošanas darbplūsmas.

AQT sistēma izmanto elektriski lādētus atomus (jonus), kas tiek turēti slazdos un kontrolēti ar lāzera stariem. Ir iespaidīgi, ka šī sistēma var darboties istabas temperatūrā un tai ir nepieciešami tikai aptuveni divi kilovati elektroenerģijas. Turklāt piekļuve šim kvantu datoram tiek organizēta caur mākoņa savienojumu MQV un LRZ partnerorganizācijām, kas nodrošina plašu pieejamību.

MQV Q-DESSI pētniecības programmas un citi projekti LRZ turpina atbalstīt kvantu skaitļošanas resursu attīstību. Attiecīgie partneri uzsver šo tehnoloģiju būtisko nozīmi pētniecībā un kvantu skaitļošanas iespēju paplašināšanā, kas arī varētu būtiski ietekmēt turpmāko pielietojumu rūpniecībā.

Kopumā var redzēt, ka attīstība kvantu fizikas un tehnoloģiju jomā paver daudzsološas perspektīvas gan Lejassaksijā, gan Bavārijā. Pētniecības un praktisko pielietojumu kombinācijai būs izšķiroša nozīme kvantu tehnoloģiju nākotnes veidošanā.

Plašāku informāciju varat atrast vietnē TU Braunšveiga, Minhenes kvantu ieleja.