Výzkum Paderborn: USA se diví největšímu evropskému kvantovému počítači!

Výzkum Paderborn: USA se diví největšímu evropskému kvantovému počítači!

Dne 22. května 2025 navštívil Preeti V. Shah, generální konzul amerického konzulátu v Düsseldorfu, univerzitu v Paderbornu a získal cenné poznatky o pokroku v kvantovém výzkumu. Ve spolupráci s Univerzita v Paderbornu Prof. Dr. Christine Silberhorn a Prof. Dr. Matthias Bauer zorganizovali akci, která zdůraznila působivý vývoj v oblasti fotonických kvantových výpočtů.

Delegace měla možnost navštívit novou budovu „Laboratoře fotonických kvantových systémů“ (PhoQS Lab). Zde univerzitní vědci vyvinuli důležitý kvantový počítač: „Paderborn Quantum Sampler“ (PaQS), který je založen na konceptu vzorkování Gaussova bosonu (GBS). Projekt s finanční částkou kolem 50 milionů eur spojuje 13 partnerů z vědy a průmyslu a představuje klíčovou iniciativu, která má Německo dostat do čela mezinárodní soutěže o fotonické kvantové výpočty.

Inovativní síla a mezinárodní spolupráce

Na Shaha viditelně zapůsobila inovativní síla univerzity v Paderbornu. Zdůraznila také význam mezinárodní spolupráce pro vědecký pokrok. Tyto vztahy přesahují několik univerzit a vědeckých institucí v USA, což dává University of Paderborn cennou perspektivu v globálním kontextu výzkumu.

Laboratoř PhoQS nabízí optimální podmínky pro kvantový výzkum. Čisté prostory o rozloze 1 000 metrů čtverečních, které Vědecká rada udělila nejvyšší hodnocení „vynikající“, zajišťuje extrémně čisté prostředí. Řízení teploty, vlhkosti a nepřítomnosti částic je implementováno přesně zde, což je nezbytné pro sofistikovaný kvantový výzkum.

Technologický vývoj v centru pozornosti

Koncept vzorkování gaussovských bosonů, ústřední pro práci v laboratoři PhoQS, popisuje speciální přístup k fotonickým kvantovým výpočtům. V GBS probíhá příprava multimodálního Gaussova stavu a následné měření na Fockově bázi. Tato metoda má potenciál řešit úlohy, které pro klasické počítače nelze simulovat v polynomiálním čase, jako jsou aplikace v kvantové chemii, optimalizace grafů nebo molekulární dokování. Hlasitý Jahodová pole GBS má za cíl využít jedinečný výpočetní výkon modelu pro užitečné aplikace.

Nejnovější vývoj výzkumníků z Paderbornu také zahrnuje inovativní přístupy k použití „stlačeného světla“ jako kvantového zdroje pro algoritmy vzorkování Gaussových bosonů. Tato technologie umožňuje různé algoritmy, které lze implementovat pomocí několika řádků kódu díky snadno použitelné aplikační vrstvě. To je zvláště pozoruhodné, protože zařízení GBS jsou naprogramována a výsledky jsou zpracovávány poloautomaticky pomocí integrovaných funkcí.

Výhled do budoucna

S PaQS univerzita v Paderbornu nejen implementovala největší evropský kvantový počítač založený na vzorkování, ale také učinila rozhodující krok ve vývoji kvantových technologií založených na světle. Cílovými skupinami jsou nejen základní výzkum, ale také aplikace v oblasti energetického přechodu a tap-proof komunikace. Tým chce systémy dále vyvíjet, aby umožnily složitější výpočty a zkoumaly budoucí zařízení.

Na závěr je třeba poznamenat, že výsledky tohoto výzkumu a vývoje fotonických kvantových počítačů mají velký význam nejen technologický, ale i společenský. Univerzita v Paderbornu významně přispívá k umístění Německa v oblasti kvantových počítačů a otevírá nové perspektivy pro různé aplikace.