Paderborn-forskning: USA förundras över Europas största kvantdator!

Paderborn-forskning: USA förundras över Europas största kvantdator!

Den 22 maj 2025 besökte Preeti V. Shah, generalkonsul vid USA:s konsulat i Düsseldorf, universitetet i Paderborn och fick värdefulla insikter om kvantforskningens framsteg. I samarbete med Universitetet i Paderborn Det var presentationer av prof. dr. Christine Silberhorn och professor dr. Matthias Bauer organiserade evenemanget, som lyfte fram den imponerande utvecklingen inom området fotonisk kvantberäkning.

Delegationen fick möjlighet att besöka den nya byggnaden av "Photonic Quantum Systems Laboratory" (PhoQS Lab). Här har universitetets forskare utvecklat en viktig kvantdator: ”Paderborn Quantum Sampler” (PaQS), som bygger på konceptet Gaussian boson sampling (GBS). Med ett finansieringsbelopp på cirka 50 miljoner euro, samlar projektet 13 partners från vetenskap och industri och representerar ett nyckelinitiativ för att föra Tyskland i framkant av den internationella konkurrensen för fotonisk kvantberäkning.

Innovativ styrka och internationellt samarbete

Shah var synbart imponerad av den innovativa styrkan hos University of Paderborn. Hon betonade också vikten av internationella samarbeten för vetenskapliga framsteg. Dessa relationer sträcker sig över flera universitet och vetenskapliga institutioner i USA, vilket ger University of Paderborn ett värdefullt perspektiv i det globala forskningssammanhanget.

PhoQS Lab erbjuder optimala förutsättningar för kvantforskning. Den 1 000 kvadratmeter stora renrumsytan, som fick högsta betyget "enastående" av Science Council, säkerställer en extremt ren miljö. Kontrollen av temperatur, luftfuktighet och frihet från partiklar implementeras just här, vilket är väsentligt för sofistikerad kvantforskning.

Den tekniska utvecklingen i fokus

Konceptet med Gaussisk bosonsampling, centralt för arbetet i PhoQS Lab, beskriver ett speciellt tillvägagångssätt för fotonisk kvantberäkning. I GBS sker beredningen av ett multimodalt Gaussiskt tillstånd och den efterföljande mätningen i Fock-basen. Denna metod har potential att lösa uppgifter som inte kan simuleras i polynomtid för klassiska datorer, såsom applikationer inom kvantkemi, grafoptimering eller molekylär dockning. Högt Jordgubbsfält GBS syftar till att utnyttja modellens unika datorkraft för användbara applikationer.

Den senaste utvecklingen av forskarna från Paderborn inkluderar också innovativa metoder för att använda "klämt ljus" som en kvantresurs för Gaussiska bosonsamplingsalgoritmer. Denna teknik möjliggör en mängd olika algoritmer som kan implementeras med bara några rader kod tack vare ett lättanvänt applikationslager. Detta är särskilt anmärkningsvärt eftersom GBS-enheterna är programmerade och resultaten bearbetas halvautomatiskt med hjälp av integrerade funktioner.

Utsikter för framtiden

Med PaQS har universitetet i Paderborn inte bara implementerat Europas största samplingsbaserade kvantdator, utan har också tagit ett avgörande steg i utvecklingen av ljusbaserad kvantteknologi. Målgrupperna är inte bara grundforskning, utan även tillämpningar i energiomställningen och tappsäker kommunikation. Teamet vill vidareutveckla systemen för att möjliggöra mer komplexa beräkningar och undersöka framtida enheter.

Sammanfattningsvis bör det noteras att resultaten av denna forskning och utvecklingen av fotoniska kvantdatorer är av stor betydelse inte bara tekniskt utan också socialt. Universitetet i Paderborn ger ett betydande bidrag till att positionera Tyskland inom kvantberäkningsområdet och öppna upp nya perspektiv för en mängd olika tillämpningar.