Kvantna računala budućnosti: revolucionarni razvoj na vidiku!

Kvantna računala budućnosti: revolucionarni razvoj na vidiku!

Dana 24. lipnja 2025. održana je važna radionica na Tehničkom sveučilištu u Ilmenauu koja se bavila temom supravodljive mikroelektronike. Na radionici, koju je vodio prof. Hannes Töpfer, dekan Fakulteta elektrotehnike i informacijskih tehnologija, raspravljalo se o supravodljivim senzorima, sklopovima, pristupima dizajnu kao i izazovima i zahtjevima za digitalno kvantno računalstvo i neuromorfne sklopove. Njegov je cilj bio kombinirati međunarodne istraživačke napore i stvoriti ekosustav od temeljnih istraživanja do proizvodnje čipova.

Ovaj događaj istaknuo je golemu važnost supravodljivih tehnologija za buduću energetsku učinkovitost i računalnu snagu. Vrhunski stručnjaci, uključujući Nobuyuki Yoshikawa s Nacionalnog sveučilišta Yokohama, Scott Holmes, koji je uključen u International Roadmap for Devices and Systems (IRDS) i Jie Ren sa Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, raspravljali su o važnosti ovih tehnologija za održive informacijske tehnologije. Radionica je otvorena govorom Olega Mukhanova, pionira supravodljivih sklopova koji je dao prve eksperimentalne dokaze supravodljivih digitalnih sklopova 1987.

Usredotočite se na kvantno računalstvo

Središnja tema radionice bila je razvoj kvantnih računala temeljenih na supravodičima. Ovo područje postaje sve važnije, prvenstveno zahvaljujući projektu OpenSuperQplus100 je razjašnjeno. Ovo je inicijativa za razvoj sustava i tehnologija za kvantna računala temeljena na supravodljivim elementima. Projekt je dio strateškog istraživačkog programa EU-a za kvantnu tehnologiju i ima za cilj osigurati integrirane demonstratore za potrebe istraživanja i primjene.

Važan aspekt ovog projekta je proizvodnja najmanje 100 visokokvalitetnih qubita u jednom od demonstratora. To uključuje razvoj dizajna i proizvodne platforme za visokokvalitetne kvantne čipove i njihovu integraciju u module s više čipova. Doprinos od Fraunhofer EMFT ključno je, posebno kroz nove procese za proizvodnju qubit čipova. Cilj je proizvoditi čipove na industrijskoj razini i definirati proizvodne procese za pločice od 200 mm u čistim prostorima.

Uloga kvantnog softvera

Drugi važan aspekt je istraživanje u području kvantnog softvera. Jeanette Lorenz i njezin tim rade na prilagođavanju algoritama hardverskim nedostacima kubita. Projekt QUAST ima za cilj učiniti kvantno računalstvo dostupnim poduzećima i usredotočiti se na probleme industrijske optimizacije. Ključni izazov za Lorenz i njezine kolege je odabrati pravi algoritam za odgovarajući hardver i u isto vrijeme učiniti industrijske probleme primjenjivim u kvantnim računalima.

Softverski skup koji su razvili omogućuje slojevitu strukturu svih komponenti za razvoj i rad kvantnih računala. Različiti hardver ima specifične prednosti i nedostatke za različite primjene. Ionske zamke su sporije, ali nude veću točnost i posebno su prikladne za molekularne simulacije.

Ukratko, tehnologije temeljene na supravodljivoj mikroelektronici i kvantnom računalstvu imaju ogroman potencijal za budućnost. Razvoj u oba područja mogao bi omogućiti značajne napretke u energetskoj učinkovitosti i računalne snage u istraživanju i industriji.