Έρευνα Paderborn: Οι ΗΠΑ θαυμάζουν τον μεγαλύτερο κβαντικό υπολογιστή της Ευρώπης!

Έρευνα Paderborn: Οι ΗΠΑ θαυμάζουν τον μεγαλύτερο κβαντικό υπολογιστή της Ευρώπης!

Στις 22 Μαΐου 2025, ο Preeti V. Shah, Γενικός Πρόξενος στο Προξενείο των ΗΠΑ στο Ντίσελντορφ, επισκέφθηκε το Πανεπιστήμιο του Paderborn και έλαβε πολύτιμες πληροφορίες για την πρόοδο της κβαντικής έρευνας. Σε συνεργασία με Πανεπιστήμιο του Paderborn Έγιναν παρουσιάσεις από την καθ. Δρ. Christine Silberhorn και τον Καθ. Δρ. Matthias Bauer που διοργάνωσαν την εκδήλωση, η οποία ανέδειξε τις εντυπωσιακές εξελίξεις στον τομέα των φωτονικών κβαντικών υπολογιστών.

Η αντιπροσωπεία είχε την ευκαιρία να επισκεφθεί το νέο κτίριο του «Εργαστηρίου Φωτονικών Κβαντικών Συστημάτων» (PhoQS Lab). Εδώ, οι επιστήμονες του πανεπιστημίου ανέπτυξαν έναν σημαντικό κβαντικό υπολογιστή: τον «Paderborn Quantum Sampler» (PaQS), ο οποίος βασίζεται στην έννοια της δειγματοληψίας μποζονίων Gauss (GBS). Με ποσό χρηματοδότησης περίπου 50 εκατομμυρίων ευρώ, το έργο συγκεντρώνει 13 εταίρους από την επιστήμη και τη βιομηχανία και αντιπροσωπεύει μια βασική πρωτοβουλία για να φέρει τη Γερμανία στην πρώτη γραμμή του διεθνούς διαγωνισμού για φωτονικούς κβαντικούς υπολογιστές.

Καινοτόμος δύναμη και διεθνής συνεργασία

Ο Shah εντυπωσιάστηκε εμφανώς από την καινοτόμο δύναμη του Πανεπιστημίου του Paderborn. Τόνισε επίσης τη σημασία των διεθνών συνεργασιών για την επιστημονική πρόοδο. Αυτές οι σχέσεις εκτείνονται σε πολλά πανεπιστήμια και επιστημονικά ιδρύματα στις ΗΠΑ, γεγονός που δίνει στο Πανεπιστήμιο του Paderborn μια πολύτιμη προοπτική στο παγκόσμιο πλαίσιο της έρευνας.

Το εργαστήριο PhoQS προσφέρει βέλτιστες συνθήκες για κβαντική έρευνα. Ο χώρος καθαρού δωματίου 1.000 τετραγωνικών μέτρων, ο οποίος έλαβε την κορυφαία βαθμολογία «εξαιρετικού» από το Επιστημονικό Συμβούλιο, εξασφαλίζει ένα εξαιρετικά καθαρό περιβάλλον. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας, της υγρασίας και της ελευθερίας από σωματίδια εφαρμόζεται ακριβώς εδώ, κάτι που είναι απαραίτητο για την εξελιγμένη κβαντική έρευνα.

Στο επίκεντρο οι τεχνολογικές εξελίξεις

Η ιδέα της δειγματοληψίας μποζονίων Gauss, κεντρική στην εργασία στο εργαστήριο PhoQS, περιγράφει μια ειδική προσέγγιση στον φωτονικό κβαντικό υπολογισμό. Στο GBS, η προετοιμασία μιας πολυτροπικής κατάστασης Gauss και η επακόλουθη μέτρηση πραγματοποιείται στη βάση Fock. Αυτή η μέθοδος έχει τη δυνατότητα να επιλύει εργασίες που δεν μπορούν να προσομοιωθούν σε πολυωνυμικό χρόνο για κλασικούς υπολογιστές, όπως εφαρμογές στην κβαντική χημεία, τη βελτιστοποίηση γραφημάτων ή τη μοριακή σύνδεση. Μεγαλόφωνος Φράουλα Πεδία Το GBS στοχεύει να εκμεταλλευτεί τη μοναδική υπολογιστική ισχύ του μοντέλου για χρήσιμες εφαρμογές.

Η τελευταία εξέλιξη από τους ερευνητές του Paderborn περιλαμβάνει επίσης καινοτόμες προσεγγίσεις για τη χρήση του «συμπιεσμένου φωτός» ως κβαντικού πόρου για αλγόριθμους δειγματοληψίας μποζονίων Gauss. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει μια ποικιλία αλγορίθμων που μπορούν να εφαρμοστούν με λίγες μόνο γραμμές κώδικα χάρη σε ένα εύχρηστο επίπεδο εφαρμογής. Αυτό είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτο επειδή οι συσκευές GBS προγραμματίζονται και τα αποτελέσματα επεξεργάζονται ημιαυτόματα χρησιμοποιώντας ενσωματωμένες λειτουργίες.

Προοπτικές για το μέλλον

Με το PaQS, το Πανεπιστήμιο του Paderborn όχι μόνο έχει εφαρμόσει τον μεγαλύτερο κβαντικό υπολογιστή που βασίζεται σε δειγματοληψία στην Ευρώπη, αλλά έχει κάνει επίσης ένα αποφασιστικό βήμα στην ανάπτυξη κβαντικών τεχνολογιών που βασίζονται στο φως. Οι ομάδες στόχοι δεν είναι μόνο η βασική έρευνα, αλλά και οι εφαρμογές στην ενεργειακή μετάβαση και η αδιάβροχη επικοινωνία. Η ομάδα θέλει να αναπτύξει περαιτέρω τα συστήματα για να επιτρέψει πιο σύνθετους υπολογισμούς και να διερευνήσει μελλοντικές συσκευές.

Συμπερασματικά, θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας και η ανάπτυξη φωτονικών κβαντικών υπολογιστών έχουν μεγάλη σημασία όχι μόνο τεχνολογικά αλλά και κοινωνικά. Το Πανεπιστήμιο του Paderborn συμβάλλει σημαντικά στην τοποθέτηση της Γερμανίας στον τομέα των κβαντικών υπολογιστών και στο άνοιγμα νέων προοπτικών για μια ποικιλία εφαρμογών.