Paderborn-forskning: USA beundrer Europas største kvantedatamaskin!

Paderborn-forskning: USA beundrer Europas største kvantedatamaskin!

22. mai 2025 besøkte Preeti V. Shah, generalkonsul ved det amerikanske konsulatet i Düsseldorf, universitetet i Paderborn og fikk verdifull innsikt i kvanteforskningens fremgang. I samarbeid med Universitetet i Paderborn Det var presentasjoner av Prof. Dr. Christine Silberhorn og Prof. Dr. Matthias Bauer organiserte arrangementet, som fremhevet den imponerende utviklingen innen fotonisk kvanteberegning.

Delegasjonen hadde muligheten til å besøke den nye bygningen til "Photonic Quantum Systems Laboratory" (PhoQS Lab). Her har universitetets forskere utviklet en viktig kvantedatamaskin: «Paderborn Quantum Sampler» (PaQS), som er basert på konseptet Gaussian boson sampling (GBS). Med et finansieringsbeløp på rundt 50 millioner euro, samler prosjektet 13 partnere fra vitenskap og industri og representerer et sentralt initiativ for å bringe Tyskland i forkant av den internasjonale konkurransen for fotonisk kvanteberegning.

Innovasjonsstyrke og internasjonalt samarbeid

Shah var synlig imponert over den innovative styrken til University of Paderborn. Hun understreket også viktigheten av internasjonale samarbeid for vitenskapelig fremgang. Disse relasjonene strekker seg over flere universiteter og vitenskapelige institusjoner i USA, noe som gir University of Paderborn et verdifullt perspektiv i den globale forskningssammenhengen.

PhoQS Lab tilbyr optimale forhold for kvanteforskning. Det 1000 kvadratmeter store renromsområdet, som ble gitt toppkarakteren "enestående" av Science Council, sikrer et ekstremt rent miljø. Kontrollen av temperatur, fuktighet og frihet fra partikler implementeres nettopp her, noe som er avgjørende for sofistikert kvanteforskning.

Teknologisk utvikling i fokus

Konseptet med Gaussisk bosonsampling, sentralt i arbeidet i PhoQS Lab, beskriver en spesiell tilnærming til fotonisk kvanteberegning. I GBS foregår utarbeidelsen av en multimodal gaussisk tilstand og den påfølgende målingen i Fock-basis. Denne metoden har potensial til å løse oppgaver som ikke kan simuleres i polynomtid for klassiske datamaskiner, for eksempel applikasjoner innen kvantekjemi, grafoptimalisering eller molekylær dokking. Høyt Jordbærmarker GBS har som mål å utnytte modellens unike datakraft for nyttige applikasjoner.

Den siste utviklingen fra Paderborn-forskerne inkluderer også innovative tilnærminger til å bruke "klemt lys" som en kvanteressurs for Gaussiske bosonsamplingsalgoritmer. Denne teknologien muliggjør en rekke algoritmer som kan implementeres med bare noen få linjer med kode takket være et brukervennlig applikasjonslag. Dette er spesielt bemerkelsesverdig fordi GBS-enhetene er programmert og resultatene behandles halvautomatisk ved hjelp av integrerte funksjoner.

Utsikter for fremtiden

Med PaQS har University of Paderborn ikke bare implementert Europas største prøvetakingsbaserte kvantedatamaskin, men har også tatt et avgjørende skritt i utviklingen av lysbaserte kvanteteknologier. Målgruppene er ikke bare grunnforskning, men også anvendelser i energiomstillingen og trykksikker kommunikasjon. Teamet ønsker å videreutvikle systemene for å muliggjøre mer komplekse beregninger og undersøke fremtidige enheter.

Avslutningsvis bør det bemerkes at resultatene av denne forskningen og utviklingen av fotoniske kvantedatamaskiner er av stor betydning ikke bare teknologisk, men også sosialt. Universitetet i Paderborn gir et betydelig bidrag til å posisjonere Tyskland innen kvanteberegning og åpne opp nye perspektiver for en rekke applikasjoner.