Dolné Sasko v kvantovom šialenstve: TU Braunschweig prináša revolúciu v technológii!

Dolné Sasko v kvantovom šialenstve: TU Braunschweig prináša revolúciu v technológii!

1. apríl 2025 vyhlási UNESCO za Medzinárodný rok kvantovej fyziky a technológií. Toto významné podujatie aktívne organizuje Technická univerzita v Braunschweigu (TU Braunschweig) a niekoľko ďalších inštitúcií v Nemecku. TU Braunschweig je zakladajúcim členom dolnosaskej kvantovej aliancie Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) a zohráva kľúčovú úlohu v rýchlo sa rozvíjajúcom odvetví kvantových technológií v krajine.

V rámci osláv Svetového dňa kvanta 14. apríla bola pôsobivá prezentácia TU Braunschweig, ktorá predstavila dolnosaský kvantový počítač. Ústredným prvkom tejto inovácie je čip pre kvantový počítač iónovej pasce vyvinutý TU. Tento čip je prelomový, pretože kvantové počítače vyžadujú extrémne nízke teploty, aby fungovali efektívne. Výskumníci z TU Braunschweig sú v súčasnosti v procese vytvárania kompaktnejších a teplotne stabilnejších kvantových počítačov.

Technologické inovácie

Tím profesora Vadima Issakova nedávno dosiahol úžasné veci miniaturizáciou elektroniky superpočítačov na kompaktné dosky plošných spojov. Pozoruhodný je najmä novovyvinutý čip, ktorý znižuje riadiacu elektroniku pre transport zachytených iónov faktorom 250. Tento čip funguje aj pri extrémnych kryogénnych teplotách okolo štyroch stupňov Kelvina a má potenciál výrazne zvýšiť efektivitu budúcich kvantových výpočtových systémov.

Ďalším významným pokrokom je vývoj prvého funkčného mikrovlnného ovládača na svete so zachytenými iónmi, ktorý bol predstavený na Medzinárodnej konferencii okruhov v pevných látkách (ISSCC). Tieto technológie tvoria základ sľubnej budúcnosti v oblasti kvantových počítačov a ich aplikácií v rôznych oblastiach.

Spolupráca a budúci vývoj

Súbežne s vývojom v Braunschweigu, Leibniz Computing Center (LRZ) spolu s Mníchovským kvantovým údolím (MQV) zaobstarali kvantový počítač založený na zachytených iónoch. Tento systém, ktorý obsahuje 20 qubitov, pochádza od start-upu Alpine Quantum Technologies (AQT) z Innsbrucku a je podporovaný bavorskými štátnymi ministerstvami financovaním vo výške približne 9,8 milióna eur.

Kvantový počítač bude primárne slúžiť na výskumné aktivity siedmich členských organizácií MQV, najmä na implementáciu systémového softvéru a programovacích prostredí. Dôležitým cieľom je integrácia systému do vysokovýkonných počítačov LRZ. Cieľom je urýchliť vedecké simulácie a vyvinúť efektívne pracovné postupy pre superpočítače.

Systém AQT využíva elektricky nabité atómy (ióny), ktoré sú držané v pasciach a ovládané laserovými lúčmi. Je pôsobivé, že tento systém môže fungovať pri izbovej teplote a vyžaduje len približne dva kilowatty elektrickej energie. Okrem toho je prístup k tomuto kvantovému počítaču organizovaný prostredníctvom cloudového pripojenia pre partnerské organizácie MQV a LRZ, čo zabezpečuje širokú dostupnosť.

Výskumné programy Q-DESSI MQV a ďalšie projekty v LRZ naďalej podporujú vývoj kvantových výpočtových zdrojov. Zainteresovaní partneri zdôrazňujú zásadný význam týchto technológií pre výskum a rozširovanie možností v oblasti kvantovej výpočtovej techniky, čo by mohlo mať významný vplyv aj na budúce aplikácie v priemysle.

Celkovo možno vidieť, že vývoj v oblasti kvantovej fyziky a technológií otvára sľubné perspektívy v Dolnom Sasku aj Bavorsku. Kombinácia výskumu a praktických aplikácií bude hrať rozhodujúcu úlohu pri formovaní budúcnosti kvantovej technológie.

Viac informácií nájdete na TU Braunschweig, Mníchovské kvantové údolie.