Квантовите компютри на бъдещето: революционни разработки в очите!

Квантовите компютри на бъдещето: революционни разработки в очите!

На 24 юни 2025 г. в Техническия университет в Илменау се проведе важен семинар, който се занимаваше с темата за свръхпроводящата микроелектроника. Работната среща, водена от проф. Ханес Тьопфер, декан на Факултета по електротехника и информационни технологии, обсъди свръхпроводящи сензори, вериги, подходи за проектиране, както и предизвикателствата и изискванията за цифрово квантово изчисление и невроморфни вериги. Целта му беше да комбинира международни изследователски усилия и да създаде екосистема от фундаментални изследвания до производство на чипове.

Това събитие подчерта огромното значение на свръхпроводящите технологии за бъдещата енергийна ефективност и изчислителна мощност. Топ експерти, включително Нобуюки Йошикава от Националния университет в Йокохама, Скот Холмс, който участва в Международната пътна карта за устройства и системи (IRDS), и Джие Рен от Шанхайския институт за микросистемни и информационни технологии, обсъдиха уместността на тези технологии за устойчиви информационни технологии. Семинарът беше открит с лекция на Олег Муханов, пионер в областта на свръхпроводящите схеми, който предостави първите експериментални доказателства за свръхпроводящи цифрови схеми през 1987 г.

Съсредоточете се върху квантовите изчисления

Централна тема на семинара беше разработването на квантови компютри, базирани на свръхпроводници. Тази област става все по-важна, главно поради проекта OpenSuperQplus100 се изяснява. Това е инициатива за разработване на системи и технологии за квантови компютри, базирани на свръхпроводящи елементи. Проектът е част от стратегическия изследователски дневен ред на ЕС за квантовата технология и има за цел да осигури интегрирани демонстратори за изследователски и приложни цели.

Важен аспект на този проект е производството на поне 100 висококачествени кубита в един от демонстраторите. Това включва разработването на платформа за проектиране и производство на висококачествени квантови чипове и тяхното интегриране в многочипови модули. Приносът на Fraunhofer EMFT е от решаващо значение, особено чрез нови процеси за производство на qubit чипове. Целта е да се произвеждат чипове в индустриален мащаб и да се определят производствените процеси за 200 mm пластини в съоръжения за чисти помещения.

Ролята на квантовия софтуер

Друг важен аспект са изследванията в областта на квантовия софтуер. Жанет Лоренц и нейният екип работят върху адаптирането на алгоритми към хардуерните недостатъци на кубитите. Проектът QUAST има за цел да направи квантовите изчисления достъпни за бизнеса и да се съсредоточи върху проблемите на индустриалната оптимизация. Ключово предизвикателство за Лоренц и нейните колеги е да изберат правилния алгоритъм за съответния хардуер и в същото време да направят индустриалните проблеми приложими в квантовите компютри.

Разработеният от тях софтуерен стек позволява слоеста структура на всички компоненти за разработването и работата на квантовите компютри. Различният хардуер има специфични предимства и недостатъци за различни приложения. Йонните капани са по-бавни, но предлагат по-висока точност и са особено подходящи за молекулярни симулации.

В обобщение, технологиите, базирани на свръхпроводяща микроелектроника и квантово изчисление, притежават огромен потенциал за бъдещето. Развитието и в двете области може да даде възможност за значителен напредък в енергийната ефективност и изчислителната мощност както в научните изследвания, така и в индустрията.