Paderborni uurimused: USA imetleb Euroopa suurimat kvantarvutit!

Paderborni uurimused: USA imetleb Euroopa suurimat kvantarvutit!

22. mail 2025 külastas USA Düsseldorfi konsulaadi peakonsul Preeti V. Shah Paderborni ülikooli ja sai väärtuslikke teadmisi kvantuuringute edenemisest. Koostöös Paderborni ülikool Ettekanded pidasid prof dr Christine Silberhorn ja ürituse korraldajaks prof dr Matthias Bauer, mis tõi esile muljetavaldava arengu fotoonilise kvantarvutuse valdkonnas.

Delegatsioonil oli võimalus külastada "Photonic Quantum Systems Laboratory" (PhoQS Lab) uut hoonet. Siin on ülikooli teadlased välja töötanud olulise kvantarvuti: "Paderborn Quantum Sampler" (PaQS), mis põhineb Gaussi bosoni proovivõtu (GBS) kontseptsioonil. Ligikaudu 50 miljoni euro suuruse rahastamissummaga projekt ühendab 13 partnerit teadusest ja tööstusest ning kujutab endast olulist algatust, et tuua Saksamaa rahvusvahelisel fotoonilise kvantarvutite konkursil esirinnas.

Uuenduslik tugevus ja rahvusvaheline koostöö

Shahile avaldas nähtavalt muljet Paderborni ülikooli uuenduslik jõud. Ta rõhutas ka rahvusvahelise koostöö tähtsust teaduse progressi jaoks. Need suhted ulatuvad mitmete USA ülikoolide ja teadusasutuste vahel, mis annab Paderborni ülikoolile väärtusliku perspektiivi globaalses teadusuuringute kontekstis.

PhoQS Lab pakub kvantuuringuteks optimaalseid tingimusi. Teadusnõukogu kõrgeima hinnangu saanud 1000 ruutmeetri suurune puhasruum tagab ülimalt puhta keskkonna. Siin rakendatakse täpselt temperatuuri, niiskuse ja osakestevabaduse kontrolli, mis on keerukate kvantuuringute jaoks hädavajalik.

Fookuses tehnoloogiline areng

Gaussi bosoni proovivõtmise kontseptsioon, mis on PhoQS Labi töö keskne, kirjeldab erilist lähenemist fotoonilisele kvantarvutamisele. GBS-is toimub multimodaalse Gaussi oleku ettevalmistamine ja sellele järgnev mõõtmine Focki baasil. Sellel meetodil on potentsiaal lahendada ülesandeid, mida ei saa klassikaliste arvutite jaoks polünoomilises ajas simuleerida, näiteks kvantkeemia rakendused, graafiku optimeerimine või molekulaarne dokkimine. Valju Maasikaväljad GBS-i eesmärk on kasutada mudeli ainulaadset arvutusvõimsust kasulike rakenduste jaoks.

Paderborni teadlaste uusim arendus hõlmab ka uuenduslikke lähenemisviise "pigistatud valguse" kasutamiseks Gaussi bosoni proovivõtu algoritmide kvantressursina. See tehnoloogia võimaldab kasutada mitmesuguseid algoritme, mida saab tänu hõlpsasti kasutatavale rakenduskihile rakendada vaid mõne koodireaga. See on eriti tähelepanuväärne, kuna GBS-seadmed on programmeeritud ja tulemusi töödeldakse integreeritud funktsioonide abil poolautomaatselt.

Väljavaade tulevikuks

PaQS-iga pole Paderborni ülikool rakendanud mitte ainult Euroopa suurimat diskreetimispõhist kvantarvutit, vaid on astunud otsustava sammu ka valguspõhiste kvanttehnoloogiate arendamisel. Sihtrühmad ei ole ainult alusuuringud, vaid ka rakendused energia üleminekul ja puudutuskindlas suhtluses. Meeskond soovib süsteeme edasi arendada, et võimaldada keerukamaid arvutusi ja uurida tulevasi seadmeid.

Kokkuvõtteks tuleb märkida, et selle uurimistöö tulemused ja fotooniliste kvantarvutite arendamine on suure tähtsusega mitte ainult tehnoloogiliselt, vaid ka sotsiaalselt. Paderborni ülikool annab olulise panuse Saksamaa positsioneerimiseks kvantarvutite valdkonnas ja uute väljavaadete avamiseks erinevatele rakendustele.