Dolna Saksonia w kwantowym szaleństwie: TU Braunschweig rewolucjonizuje technologię!

Dolna Saksonia w kwantowym szaleństwie: TU Braunschweig rewolucjonizuje technologię!

1 kwietnia 2025 roku zostanie ogłoszony przez UNESCO Międzynarodowym Rokiem Fizyki i Technologii Kwantowych. To ważne wydarzenie jest aktywnie organizowane przez Politechnikę w Braunschweig (TU Braunschweig) i kilka innych instytucji w Niemczech. TU Braunschweig jest członkiem-założycielem sojuszu kwantowego Dolnej Saksonii Quantum Valley Dolna Saksonia (QVLS) i odgrywa kluczową rolę w szybko rozwijającym się przemyśle technologii kwantowych w kraju.

W ramach obchodów Światowego Dnia Kwantu, które odbyły się 14 kwietnia, odbyła się imponująca prezentacja Politechniki Wrocławskiej w Braunschweig, która przedstawiła komputer kwantowy w Dolnej Saksonii. Centralnym elementem tej innowacji jest opracowany przez Politechnikę chip do komputera kwantowego z pułapką jonową. Ten układ jest przełomowy, ponieważ komputery kwantowe wymagają do wydajnej pracy wyjątkowo niskich temperatur. Naukowcy z TU Braunschweig są obecnie w trakcie tworzenia komputerów kwantowych bardziej kompaktowych i bardziej stabilnych temperaturowo.

Innowacje technologiczne

Zespół profesora Vadima Issakowa dokonał niedawno niesamowitych rzeczy, miniaturyzując elektronikę superkomputerów na kompaktowe płytki drukowane. Na szczególną uwagę zasługuje nowo opracowany chip, który 250-krotnie zmniejsza ilość elektroniki sterującej transportem uwięzionych jonów. Chip ten działa również w ekstremalnych temperaturach kriogenicznych wynoszących około czterech stopni Kelvina i może znacznie zwiększyć wydajność przyszłych systemów obliczeń kwantowych.

Kolejnym znaczącym postępem jest opracowanie pierwszego na świecie funkcjonalnego kontrolera mikrofalowego z uwięzionymi jonami, który został zaprezentowany na Międzynarodowej Konferencji Obwodów Półprzewodnikowych (ISSCC). Technologie te stanowią podstawę obiecującej przyszłości obliczeń kwantowych i ich zastosowań w różnych obszarach.

Współpraca i przyszły rozwój

Równolegle z rozwojem w Brunszwiku Centrum Obliczeniowe Leibniza (LRZ) wraz z monachijską doliną kwantową (MQV) zakupiło komputer kwantowy oparty na uwięzionych jonach. System ten, składający się z 20 kubitów, pochodzi od start-upu Alpine Quantum Technologies (AQT) z Innsbrucku i jest wspierany przez bawarskie ministerstwa stanu finansowaniem na kwotę około 9,8 mln euro.

Komputer kwantowy będzie służył przede wszystkim działalności badawczej siedmiu organizacji członkowskich MQV, w szczególności przy wdrażaniu oprogramowania systemowego i środowisk programistycznych. Ważnym celem jest integracja systemu z wysokowydajnymi komputerami LRZ. Celem jest przyspieszenie symulacji naukowych i opracowanie wydajnych przepływów pracy dla obliczeń superkomputerowych.

System AQT wykorzystuje naładowane elektrycznie atomy (jony), które są przetrzymywane w pułapkach i kontrolowane przez wiązki laserowe. Imponujące jest to, że system ten może działać w temperaturze pokojowej i wymaga jedynie około dwóch kilowatów energii elektrycznej. Ponadto dostęp do tego komputera kwantowego jest zorganizowany za pośrednictwem połączenia w chmurze dla organizacji partnerskich MQV i LRZ, co zapewnia szeroką dostępność.

Programy badawcze MQV Q-DESSI i inne projekty w LRZ w dalszym ciągu wspierają rozwój zasobów obliczeń kwantowych. Zainteresowani partnerzy podkreślają kluczowe znaczenie tych technologii dla badań i poszerzania możliwości obliczeń kwantowych, co może mieć również znaczący wpływ na przyszłe zastosowania w przemyśle.

Ogólnie rzecz biorąc, można zauważyć, że rozwój w dziedzinie fizyki i technologii kwantowych otwiera obiecujące perspektywy zarówno w Dolnej Saksonii, jak i Bawarii. Połączenie badań i zastosowań praktycznych odegra decydującą rolę w kształtowaniu przyszłości technologii kwantowej.

Więcej informacji można znaleźć pod adresem TU Braunschweig, Dolina Kwantowa w Monachium.