Nākotnes kvantu datori: revolucionāri sasniegumi!

Nākotnes kvantu datori: revolucionāri sasniegumi!

2025. gada 24. jūnijā Ilmenau Tehniskajā universitātē notika nozīmīgs seminārs, kurā tika apskatīta supravadošās mikroelektronikas tēma. Seminārā, ko vadīja Elektrotehnikas un informācijas tehnoloģiju fakultātes dekāns prof. Hannes Töpfer, tika apspriesti supravadošie sensori, shēmas, dizaina pieejas, kā arī izaicinājumi un prasības attiecībā uz digitālo kvantu skaitļošanu un neiromorfajām shēmām. Viņa mērķis bija apvienot starptautiskos pētniecības centienus un izveidot ekosistēmu no fundamentāliem pētījumiem līdz mikroshēmu ražošanai.

Šis notikums uzsvēra supravadītāju tehnoloģiju milzīgo nozīmi nākotnes energoefektivitātē un skaitļošanas jaudā. Augstākie eksperti, tostarp Nobuyuki Yoshikawa no Jokohamas Nacionālās universitātes, Skots Holmss, kurš ir iesaistīts Starptautiskajā ierīču un sistēmu ceļvedī (IRDS) un Dzje Rens no Šanhajas Mikrosistēmu un informācijas tehnoloģiju institūta, apsprieda šo tehnoloģiju nozīmi ilgtspējīgām informācijas tehnoloģijām. Seminārs tika atklāts ar Oļega Muhanova, supravadošo ķēžu pionieru, kurš sniedza pirmos eksperimentālos pierādījumus par supravadošām digitālajām shēmām, runu 1987. gadā.

Koncentrējieties uz kvantu skaitļošanu

Semināra galvenā tēma bija uz supravadītājiem balstītu kvantu datoru izstrāde. Šī joma kļūst arvien svarīgāka, galvenokārt pateicoties projektam OpenSuperQplus100 tiek noskaidrots. Šī ir iniciatīva izstrādāt sistēmas un tehnoloģijas kvantu datoriem, kuru pamatā ir supravadošie elementi. Projekts ir daļa no ES stratēģiskās pētniecības programmas kvantu tehnoloģiju jomā, un tā mērķis ir nodrošināt integrētus demonstratorus pētniecības un lietojuma vajadzībām.

Svarīgs šī projekta aspekts ir vismaz 100 augstas kvalitātes kubitu izgatavošana vienā no demonstrantiem. Tas ietver augstas kvalitātes kvantu mikroshēmu projektēšanas un ražošanas platformas izstrādi un to integrāciju vairāku mikroshēmu moduļos. Ieguldījums Fraunhofera EMFT ir ļoti svarīgi, jo īpaši izmantojot jaunus kubitu mikroshēmu ražošanas procesus. Mērķis ir ražot šķeldas rūpnieciskā mērogā un noteikt ražošanas procesus 200 mm plātnēm tīrās telpās.

Kvantu programmatūras loma

Vēl viens svarīgs aspekts ir pētījumi kvantu programmatūras jomā. Jeanette Lorenz un viņas komanda strādā pie algoritmu pielāgošanas kubitu aparatūras trūkumiem. QUAST projekta mērķis ir padarīt kvantu skaitļošanu pieejamu uzņēmumiem un koncentrēties uz rūpnieciskās optimizācijas problēmām. Galvenais Lorenca un viņas kolēģu izaicinājums ir izvēlēties pareizo algoritmu attiecīgajai aparatūrai un tajā pašā laikā padarīt rūpnieciskās problēmas īstenojamas kvantu datoros.

Viņu izstrādātā programmatūras kaudze nodrošina visu komponentu slāņveida struktūru kvantu datoru izstrādei un darbībai. Dažādai aparatūrai ir īpašas priekšrocības un trūkumi dažādām lietojumprogrammām. Jonu slazdi ir lēnāki, taču piedāvā lielāku precizitāti un ir īpaši piemēroti molekulārām simulācijām.

Rezumējot, tehnoloģijām, kuru pamatā ir supravadītāja mikroelektronika un kvantu skaitļošana, ir milzīgs nākotnes potenciāls. Attīstība abās jomās varētu ļaut ievērojami uzlabot energoefektivitāti un skaitļošanas jaudu gan pētniecībā, gan rūpniecībā.