Kvantiniai ateities kompiuteriai: revoliuciniai pokyčiai prieš akis!

Kvantiniai ateities kompiuteriai: revoliuciniai pokyčiai prieš akis!

2025 m. birželio 24 d. Ilmenau technikos universitete įvyko svarbus seminaras, kuriame buvo nagrinėjama superlaidžios mikroelektronikos tema. Seminare, kurį vedė Elektros inžinerijos ir informacinių technologijų fakulteto dekanas prof. Hannesas Töpferis, buvo aptariami superlaidieji jutikliai, grandinės, projektavimo metodai, taip pat iššūkiai ir reikalavimai skaitmeniniams kvantiniams skaičiavimams ir neuromorfinėms grandinėms. Jo tikslas buvo sujungti tarptautines mokslinių tyrimų pastangas ir sukurti ekosistemą nuo pagrindinių tyrimų iki lustų gamybos.

Šis renginys pabrėžė didžiulę superlaidžių technologijų svarbą ateities energijos vartojimo efektyvumui ir skaičiavimo galiai. Geriausi ekspertai, įskaitant Nobuyuki Yoshikawa iš Jokohamos nacionalinio universiteto, Scottas Holmesas, dalyvaujantis Tarptautiniame įrenginių ir sistemų plane (IRDS) ir Jie Ren iš Šanchajaus mikrosistemų ir informacinių technologijų instituto, aptarė šių technologijų svarbą tvarioms informacinėms technologijoms. Seminaras prasidėjo Olego Mukhanovo, superlaidžių grandinių pradininko, 1987 m. pateikusio pirmuosius eksperimentinius superlaidžių skaitmeninių grandinių įrodymus, pokalbiu.

Sutelkite dėmesį į kvantinį skaičiavimą

Pagrindinė seminaro tema buvo superlaidininkų pagrindu sukurtų kvantinių kompiuterių kūrimas. Ši sritis tampa vis svarbesnė, daugiausia dėl projekto OpenSuperQplus100 yra išaiškinta. Tai iniciatyva kurti sistemas ir technologijas kvantiniams kompiuteriams, pagrįstiems superlaidžiais elementais. Projektas yra ES strateginės kvantinių technologijų mokslinių tyrimų darbotvarkės dalis ir juo siekiama pateikti integruotus demonstracinius tyrimus ir pritaikymą.

Svarbus šio projekto aspektas yra bent 100 aukštos kokybės kubitų gamyba viename iš demonstravimo priemonių. Tai apima aukštos kokybės kvantinių lustų projektavimo ir gamybos platformos sukūrimą ir jų integravimą į kelių lustų modulius. Įnašas į Fraunhoferis EMFT yra labai svarbus, ypač naudojant naujus kubitų lustų gamybos procesus. Tikslas yra gaminti lustai pramoniniu mastu ir apibrėžti 200 mm plokštelių gamybos procesus švariose patalpose.

Kvantinės programinės įrangos vaidmuo

Kitas svarbus aspektas – tyrimai kvantinės programinės įrangos srityje. Jeanette Lorenz ir jos komanda stengiasi pritaikyti algoritmus prie kubitų techninės įrangos trūkumų. QUAST projektu siekiama padaryti kvantinį skaičiavimą prieinamą verslui ir sutelkti dėmesį į pramonės optimizavimo problemas. Pagrindinis Lorenz ir jos kolegų iššūkis yra pasirinkti tinkamą algoritmą atitinkamai aparatūrai ir tuo pat metu padaryti pramonines problemas įgyvendinamas kvantiniuose kompiuteriuose.

Jų sukurtas programinės įrangos paketas leidžia sukurti sluoksniuotą visų kvantinių kompiuterių kūrimo ir veikimo komponentų struktūrą. Skirtinga aparatinė įranga turi konkrečių privalumų ir trūkumų skirtingoms programoms. Jonų gaudyklės yra lėtesnės, tačiau pasižymi didesniu tikslumu ir yra ypač tinkamos molekuliniam modeliavimui.

Apibendrinant galima teigti, kad technologijos, pagrįstos superlaidžia mikroelektronika ir kvantiniais skaičiavimais, turi didžiulį potencialą ateičiai. Abiejų sričių raida galėtų padėti gerokai pagerinti energijos vartojimo efektyvumą ir skaičiavimo galią tiek mokslinių tyrimų, tiek pramonės srityse.