Paderbornska raziskava: ZDA se čudijo največjemu kvantnemu računalniku v Evropi!

Paderbornska raziskava: ZDA se čudijo največjemu kvantnemu računalniku v Evropi!

22. maja 2025 je Preeti V. Shah, generalni konzul na konzulatu ZDA v Düsseldorfu, obiskal Univerzo v Paderbornu in prejel dragocen vpogled v napredek kvantnih raziskav. V sodelovanju z Univerza v Paderbornu Dogodek sta organizirala prof. dr. Christine Silberhorn in prof. dr. Matthias Bauer, ki sta poudarila impresiven razvoj na področju fotonskega kvantnega računalništva.

Delegacija je imela priložnost obiskati novo stavbo »Photonic Quantum Systems Laboratory« (PhoQS Lab). Tu so univerzitetni znanstveniki razvili pomemben kvantni računalnik: »Paderborn Quantum Sampler« (PaQS), ki temelji na konceptu vzorčenja Gaussovih bozonov (GBS). Projekt z zneskom financiranja okoli 50 milijonov evrov združuje 13 partnerjev iz znanosti in industrije ter predstavlja ključno pobudo za postavitev Nemčije v ospredje mednarodnega tekmovanja za fotonsko kvantno računalništvo.

Inovativna moč in mednarodno sodelovanje

Shah je bil vidno navdušen nad inovativno močjo Univerze v Paderbornu. Poudarila je tudi pomen mednarodnega sodelovanja za znanstveni napredek. Ti odnosi segajo na več univerz in znanstvenih ustanov v ZDA, kar Univerzi v Paderbornu daje dragoceno perspektivo v svetovnem raziskovalnem kontekstu.

PhoQS Lab ponuja optimalne pogoje za kvantne raziskave. 1.000 kvadratnih metrov čistega prostora, ki mu je Znanstveni svet podelil najvišjo oceno »izjemno«, zagotavlja izjemno čisto okolje. Ravno tu se izvaja nadzor temperature, vlažnosti in brez delcev, kar je bistvenega pomena za sofisticirane kvantne raziskave.

Tehnološki razvoj v središču pozornosti

Koncept vzorčenja Gaussovih bozonov, ki je osrednjega pomena za delo v laboratoriju PhoQS, opisuje poseben pristop k fotonskemu kvantnemu računanju. V GBS priprava večmodalnega Gaussovega stanja in kasnejše merjenje poteka v Fockovi bazi. Ta metoda ima potencial za reševanje nalog, ki jih ni mogoče simulirati v polinomskem času za klasične računalnike, kot so aplikacije v kvantni kemiji, optimizacija grafov ali molekularno združevanje. Glasno Strawberry Fields Cilj GBS je izkoristiti edinstveno računalniško moč modela za uporabne aplikacije.

Najnovejši razvoj raziskovalcev iz Paderborna vključuje tudi inovativne pristope k uporabi "stisnjene svetlobe" kot kvantnega vira za algoritme vzorčenja Gaussovih bozonov. Ta tehnologija omogoča različne algoritme, ki jih je mogoče implementirati s samo nekaj vrsticami kode zahvaljujoč aplikacijskemu sloju, ki je enostaven za uporabo. To je še posebej opazno, ker so naprave GBS programirane in se rezultati obdelujejo polavtomatsko z uporabo integriranih funkcij.

Pogled v prihodnost

S PaQS Univerza v Paderbornu ni samo implementirala največji evropski kvantni računalnik, ki temelji na vzorčenju, ampak je naredila tudi odločilen korak v razvoju kvantnih tehnologij, ki temeljijo na svetlobi. Ciljne skupine niso le temeljne raziskave, temveč tudi aplikacije v energetskih prehodih in komunikaciji, ki je zaščitena pred izpustom. Ekipa želi nadalje razvijati sisteme, da bi omogočila bolj zapletene izračune in raziskala prihodnje naprave.

Na koncu je treba poudariti, da so rezultati teh raziskav in razvoj fotonskih kvantnih računalnikov izjemnega pomena ne le v tehnološkem, temveč tudi v družbenem smislu. Univerza v Paderbornu pomembno prispeva k pozicioniranju Nemčije na področju kvantnega računalništva in odpira nove perspektive za različne aplikacije.