Paderborn-tutkimus: USA ihmettelee Euroopan suurinta kvanttitietokonetta!

Paderborn-tutkimus: USA ihmettelee Euroopan suurinta kvanttitietokonetta!

22. toukokuuta 2025 Yhdysvaltain Düsseldorfin konsulaatin pääkonsuli Preeti V. Shah vieraili Paderbornin yliopistossa ja sai arvokkaita näkemyksiä kvanttitutkimuksen edistymisestä. Yhteistyössä kanssa Paderbornin yliopisto Prof. tohtori Christine Silberhornin ja prof. tohtori Matthias Bauerin esitelmät pitivät tapahtuman, joka korosti vaikuttavaa kehitystä fotonisen kvanttilaskennan alalla.

Delegaatiolla oli mahdollisuus vierailla "Photonic Quantum Systems Laboratoryn" (PhoQS Lab) uudessa rakennuksessa. Täällä yliopiston tiedemiehet ovat kehittäneet tärkeän kvanttitietokoneen: Paderborn Quantum Samplerin (PaQS), joka perustuu Gaussin bosoninäytteenoton (GBS) käsitteeseen. Noin 50 miljoonalla eurolla rahoitettu hanke kokoaa yhteen 13 tieteen ja teollisuuden kumppania ja on keskeinen aloite Saksan nostamiseksi kansainvälisessä fotonisen kvanttilaskennan kilpailussa.

Innovatiivisuutta ja kansainvälistä yhteistyötä

Shahiin teki näkyvän vaikutuksen Paderbornin yliopiston innovatiivinen vahvuus. Hän korosti myös kansainvälisen yhteistyön merkitystä tieteen kehitykselle. Nämä suhteet ulottuvat useisiin yliopistoihin ja tiedelaitoksiin Yhdysvalloissa, mikä antaa Paderbornin yliopistolle arvokkaan näkökulman maailmanlaajuiseen tutkimuksen kontekstiin.

PhoQS Lab tarjoaa optimaaliset olosuhteet kvanttitutkimukselle. Tiedeneuvoston huippuluokituksen "erinomainen" saanut 1000 neliömetrin puhdastila-alue takaa erittäin puhtaan ympäristön. Lämpötilan, kosteuden ja hiukkasvapauden hallinta toteutetaan juuri tässä, mikä on olennaista pitkälle kehitetylle kvanttitutkimukselle.

Painopisteenä tekninen kehitys

Gaussin bosonin näytteenoton käsite, joka on keskeinen PhoQS Labin työssä, kuvaa erityistä lähestymistapaa fotoniseen kvanttilaskentaan. GBS:ssä multimodaalisen Gaussin tilan valmistelu ja sitä seuraava mittaus tapahtuu Fockin pohjalta. Tällä menetelmällä voidaan ratkaista tehtäviä, joita ei voida simuloida polynomiajassa klassisilla tietokoneilla, kuten kvanttikemian sovellukset, graafin optimointi tai molekyylitelakka. äänekäs Mansikkapellot GBS pyrkii hyödyntämään mallin ainutlaatuista laskentatehoa hyödyllisiin sovelluksiin.

Paderbornin tutkijoiden viimeisin kehitystyö sisältää myös innovatiivisia lähestymistapoja "puristetun valon" käyttämiseen Gaussin bosonin näytteenottoalgoritmien kvanttiresurssina. Tämä tekniikka mahdollistaa useita algoritmeja, jotka voidaan toteuttaa vain muutamalla koodirivillä helppokäyttöisen sovelluskerroksen ansiosta. Tämä on erityisen huomionarvoista, koska GBS-laitteet on ohjelmoitu ja tulokset käsitellään puoliautomaattisesti integroitujen toimintojen avulla.

Näkymät tulevaisuuteen

PaQS:n avulla Paderbornin yliopisto ei ole vain ottanut käyttöön Euroopan suurimman näytteenottopohjaisen kvanttitietokoneen, vaan on myös ottanut ratkaisevan askeleen valoon perustuvien kvanttiteknologioiden kehittämisessä. Kohderyhmiä ei ole vain perustutkimus, vaan myös sovellukset energiasiirtymä- ja kosketusviestinnässä. Tiimi haluaa kehittää järjestelmiä edelleen monimutkaisempien laskelmien mahdollistamiseksi ja tulevaisuuden laitteiden tutkimiseksi.

Yhteenvetona on huomattava, että tämän tutkimuksen tuloksilla ja fotonisten kvanttitietokoneiden kehittämisellä on suuri merkitys paitsi teknisesti myös sosiaalisesti. Paderbornin yliopisto edistää merkittävästi Saksan asemaa kvanttilaskennan alalla ja avaa uusia näkökulmia erilaisille sovelluksille.