Spodnja Saška v kvantni noriji: TU Braunschweig revolucionira tehnologijo!

Spodnja Saška v kvantni noriji: TU Braunschweig revolucionira tehnologijo!

1. april 2025 bo Unesco razglasil za mednarodno leto kvantne fizike in tehnologij. Ta pomemben dogodek aktivno organizirajo Tehnična univerza v Braunschweigu (TU Braunschweig) in več drugih ustanov v Nemčiji. TU Braunschweig je ustanovni član kvantnega zavezništva Spodnje Saške Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) in igra ključno vlogo v hitro razvijajoči se industriji kvantne tehnologije v državi.

V okviru praznovanja Svetovnega dneva kvantne tehnologije 14. aprila je bila impresivna predstavitev TU Braunschweig, ki je predstavila kvantni računalnik Spodnje Saške. Osrednji element te inovacije je čip za kvantni računalnik z ionsko pastjo, ki ga je razvil TU. Ta čip je prelomen, saj kvantni računalniki za učinkovito delovanje potrebujejo izjemno nizke temperature. Raziskovalci na TU Braunschweig so trenutno v procesu izdelave kvantnih računalnikov bolj kompaktnih in bolj temperaturno stabilnih.

Tehnološke inovacije

Ekipa profesorja Vadima Issakova je nedavno dosegla neverjetne stvari z miniaturizacijo elektronike superračunalnikov na kompaktna vezja. Posebej omembe vreden je na novo razvit čip, ki zmanjša krmilno elektroniko za transport ujetih ionov za faktor 250. Ta čip deluje tudi pri ekstremnih kriogenih temperaturah okoli štirih stopinj Kelvina in ima potencial za znatno povečanje učinkovitosti prihodnjih kvantnih računalniških sistemov.

Drug pomemben napredek je razvoj prvega funkcionalnega mikrovalovnega krmilnika z ujetimi ioni na svetu, ki je bil predstavljen na mednarodni konferenci o polprevodniških vezjih (ISSCC). Te tehnologije tvorijo osnovo za obetavno prihodnost kvantnega računalništva in njegovih aplikacij na različnih področjih.

Sodelovanje in prihodnji razvoj

Vzporedno z razvojem v Braunschweigu je Leibniz Computing Center (LRZ) skupaj z Münchensko Quantum Valley (MQV) nabavil kvantni računalnik, ki temelji na ujetih ionih. Ta sistem, ki vključuje 20 kubitov, prihaja iz zagonskega podjetja Alpine Quantum Technologies (AQT) iz Innsbrucka in ga podpirajo bavarska deželna ministrstva s financiranjem okoli 9,8 milijona evrov.

Kvantni računalnik bo služil predvsem raziskovalni dejavnosti sedmih organizacij članic MQV, predvsem za implementacijo sistemske programske opreme in programskih okolij. Pomemben cilj je integracija sistema v visoko zmogljive računalnike LRZ. Cilj je pospešiti znanstvene simulacije in razviti učinkovite poteke dela za superračunalništvo.

Sistem AQT uporablja električno nabite atome (ione), ki so ujeti v pasteh in jih nadzorujejo laserski žarki. Impresivno je, da lahko ta sistem deluje pri sobni temperaturi in zahteva le okoli dva kilovata električne energije. Poleg tega je dostop do tega kvantnega računalnika organiziran prek povezave v oblaku za partnerski organizaciji MQV in LRZ, kar zagotavlja široko dostopnost.

Raziskovalni programi MQV Q-DESSI in drugi projekti na LRZ še naprej podpirajo razvoj kvantnih računalniških virov. Zadevni partnerji poudarjajo ključni pomen teh tehnologij za raziskave in širjenje možnosti kvantnega računalništva, kar bi lahko pomembno vplivalo tudi na prihodnje aplikacije v industriji.

Na splošno je razvidno, da razvoj na področju kvantne fizike in tehnologij odpira obetavne perspektive tako v Spodnji Saški kot na Bavarskem. Kombinacija raziskav in praktičnih aplikacij bo igrala odločilno vlogo pri oblikovanju prihodnosti kvantne tehnologije.

Več informacij najdete na TU Braunschweig, Münchenska kvantna dolina.