Kwantumcomputers van de toekomst: revolutionaire ontwikkelingen in zicht!

Kwantumcomputers van de toekomst: revolutionaire ontwikkelingen in zicht!

Op 24 juni 2025 vond op de Technische Universiteit van Ilmenau een belangrijke workshop plaats over het onderwerp supergeleidende micro-elektronica. De workshop, geleid door prof. Hannes Töpfer, decaan van de faculteit Elektrotechniek en Informatietechnologie, besprak supergeleidende sensoren, circuits, ontwerpbenaderingen en de uitdagingen en vereisten voor digitale kwantumcomputers en neuromorfe circuits. Zijn doel was om internationale onderzoeksinspanningen te combineren en een ecosysteem te creëren van fundamenteel onderzoek tot chipproductie.

Dit evenement benadrukte het enorme belang van supergeleidende technologieën voor toekomstige energie-efficiëntie en rekenkracht. Topexperts, waaronder Nobuyuki Yoshikawa van de Yokohama National University, Scott Holmes, die betrokken is bij de International Roadmap for Devices and Systems (IRDS), en Jie Ren van het Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, bespraken de relevantie van deze technologieën voor duurzame informatietechnologieën. De workshop werd geopend met een lezing van Oleg Mukhanov, een pionier op het gebied van supergeleidende circuits die in 1987 het eerste experimentele bewijs leverde van supergeleidende digitale circuits.

Focus op kwantumcomputing

Centraal onderwerp van de workshop was de ontwikkeling van kwantumcomputers op basis van supergeleiders. Vooral door het project wordt dit gebied steeds belangrijker OpenSuperQplus100 wordt verduidelijkt. Dit is een initiatief om systemen en technologieën voor kwantumcomputers te ontwikkelen op basis van supergeleidende elementen. Het project maakt deel uit van de strategische onderzoeksagenda van de EU voor kwantumtechnologie en heeft tot doel geïntegreerde demonstratoren te bieden voor onderzoeks- en toepassingsdoeleinden.

Belangrijk aspect van dit project is de productie van minimaal 100 hoogwaardige qubits in één van de demonstrators. Dit omvat de ontwikkeling van een ontwerp- en productieplatform voor hoogwaardige kwantumchips en de integratie ervan in multi-chipmodules. De bijdrage van Fraunhofer EMFT is cruciaal, vooral door nieuwe processen voor de productie van qubit-chips. Het doel is om chips op industriële schaal te produceren en de productieprocessen voor 200 mm-wafels in cleanroomfaciliteiten te definiëren.

De rol van kwantumsoftware

Een ander belangrijk aspect is onderzoek op het gebied van quantumsoftware. Jeanette Lorenz en haar team werken aan het aanpassen van algoritmen aan de hardwarefouten van qubits. Het QUAST-project heeft tot doel quantum computing toegankelijk te maken voor bedrijven en zich te concentreren op industriële optimalisatieproblemen. Een belangrijke uitdaging voor Lorenz en haar collega's is om het juiste algoritme voor de betreffende hardware te selecteren en tegelijkertijd industriële problemen implementeerbaar te maken in kwantumcomputers.

De door hen ontwikkelde softwarestack maakt een gelaagde structuur van alle componenten voor de ontwikkeling en werking van quantumcomputers mogelijk. Verschillende hardware heeft specifieke voor- en nadelen voor verschillende toepassingen. Ionenvallen zijn langzamer, maar bieden een hogere nauwkeurigheid en zijn bijzonder geschikt voor moleculaire simulaties.

Samenvattend hebben technologieën gebaseerd op supergeleidende micro-elektronica en kwantumcomputers een enorm potentieel voor de toekomst. Ontwikkelingen op beide gebieden kunnen aanzienlijke vooruitgang mogelijk maken op het gebied van energie-efficiëntie en rekenkracht in zowel onderzoek als industrie.