Fremtidens kvantedatamaskiner: revolusjonerende utvikling i sikte!

Fremtidens kvantedatamaskiner: revolusjonerende utvikling i sikte!

Den 24. juni 2025 fant en viktig workshop sted ved det tekniske universitetet i Ilmenau som tok for seg temaet superledende mikroelektronikk. Workshopen, ledet av prof. Hannes Töpfer, dekan ved fakultetet for elektroteknikk og informasjonsteknologi, diskuterte superledende sensorer, kretser, designtilnærminger samt utfordringene og kravene til digital kvanteberegning og nevromorfe kretser. Målet hans var å kombinere internasjonal forskningsinnsats og skape et økosystem fra grunnforskning til brikkeproduksjon.

Denne begivenheten fremhevet den enorme betydningen av superledende teknologier for fremtidig energieffektivitet og datakraft. Toppeksperter, inkludert Nobuyuki Yoshikawa fra Yokohama National University, Scott Holmes, som er involvert i International Roadmap for Devices and Systems (IRDS), og Jie Ren fra Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, diskuterte relevansen av disse teknologiene for bærekraftig informasjonsteknologi. Workshopen åpnet med et foredrag av Oleg Mukhanov, en pioner innen superledende kretser som ga det første eksperimentelle beviset på superledende digitale kretser i 1987.

Fokus på kvanteberegning

Et sentralt tema på workshopen var utvikling av kvantedatamaskiner basert på superledere. Dette området blir stadig viktigere, hovedsakelig på grunn av prosjektet OpenSuperQplus100 er avklart. Dette er et initiativ for å utvikle systemer og teknologier for kvantedatamaskiner basert på superledende elementer. Prosjektet er en del av EUs strategiske forskningsagenda for kvanteteknologi og har som mål å tilby integrerte demonstratorer for forsknings- og anvendelsesformål.

Et viktig aspekt ved dette prosjektet er produksjonen av minst 100 høykvalitets qubits i en av demonstratorene. Dette inkluderer utvikling av en design- og produksjonsplattform for kvantebrikker av høy kvalitet og deres integrering i multi-chip moduler. Bidraget til Fraunhofer EMFT er avgjørende, spesielt gjennom nye prosesser for å produsere qubit-brikker. Målet er å produsere flis i industriell skala og å definere produksjonsprosessene for 200 mm wafere i renromsanlegg.

Rollen til kvanteprogramvare

Et annet viktig aspekt er forskning innen kvanteprogramvare. Jeanette Lorenz og teamet hennes jobber med å tilpasse algoritmer til maskinvarefeilene til qubits. QUAST-prosjektet har som mål å gjøre kvantedatabehandling tilgjengelig for bedrifter og fokusere på industrielle optimaliseringsproblemer. En sentral utfordring for Lorenz og hennes kolleger er å velge riktig algoritme for den respektive maskinvaren og samtidig gjøre industrielle problemer implementerbare i kvantedatamaskiner.

Programvarestabelen de utviklet muliggjør en lagdelt struktur av alle komponenter for utvikling og drift av kvantedatamaskiner. Ulik maskinvare har spesifikke fordeler og ulemper for ulike applikasjoner. Ionefeller er tregere, men gir høyere nøyaktighet og er spesielt egnet for molekylære simuleringer.

Oppsummert har teknologier basert på superledende mikroelektronikk og kvantedatabehandling et enormt potensial for fremtiden. Utviklingen på begge områder kan muliggjøre betydelige fremskritt innen energieffektivitet og datakraft i både forskning og industri.