Calculatoare cuantice ale viitorului: evoluții revoluționare în vedere!

Calculatoare cuantice ale viitorului: evoluții revoluționare în vedere!

Pe 24 iunie 2025 a avut loc la Universitatea Tehnică din Ilmenau un important workshop care a tratat tema microelectronicii supraconductoare. Atelierul, condus de prof. Hannes Töpfer, decanul Facultății de Inginerie Electrică și Tehnologia Informației, a discutat despre senzori supraconductori, circuite, abordări de proiectare, precum și provocările și cerințele pentru calculul cuantic digital și circuitele neuromorfe. Scopul său a fost să combine eforturile internaționale de cercetare și să creeze un ecosistem de la cercetarea de bază până la fabricarea de cipuri.

Acest eveniment a evidențiat importanța imensă a tehnologiilor supraconductoare pentru eficiența energetică și puterea de calcul viitoare. Experți de top, inclusiv Nobuyuki Yoshikawa de la Universitatea Națională Yokohama, Scott Holmes, care este implicat în Foaia de parcurs internațional pentru dispozitive și sisteme (IRDS) și Jie Ren de la Institutul de Microsistem și Tehnologia Informației din Shanghai, au discutat despre relevanța acestor tehnologii pentru tehnologiile informaționale durabile. Atelierul s-a deschis cu o conferință susținută de Oleg Mukhanov, un pionier al circuitelor superconductoare, care a oferit primele dovezi experimentale ale circuitelor digitale supraconductoare în 1987.

Concentrați-vă pe calculul cuantic

Un subiect central al atelierului a fost dezvoltarea calculatoarelor cuantice bazate pe supraconductori. Această zonă devine din ce în ce mai importantă, în principal datorită proiectului OpenSuperQplus100 este clarificată. Aceasta este o inițiativă de dezvoltare a sistemelor și tehnologiilor pentru calculatoare cuantice bazate pe elemente supraconductoare. Proiectul face parte din agenda strategică de cercetare a UE pentru tehnologia cuantică și își propune să ofere demonstratori integrati în scopuri de cercetare și aplicare.

Un aspect important al acestui proiect este producerea a cel puțin 100 de qubiți de înaltă calitate într-unul dintre demonstratori. Aceasta include dezvoltarea unei platforme de proiectare și producție pentru cipuri cuantice de înaltă calitate și integrarea acestora în module cu mai multe cipuri. Contributia lui Fraunhofer EMFT este crucială, mai ales prin noi procese de producere a cipurilor qubit. Scopul este de a produce cipuri la scară industrială și de a defini procesele de fabricație pentru napolitane de 200 mm în camerele curate.

Rolul software-ului cuantic

Un alt aspect important este cercetarea în domeniul software-ului cuantic. Jeanette Lorenz și echipa ei lucrează la adaptarea algoritmilor la defectele hardware ale qubiților. Proiectul QUAST își propune să facă informatica cuantică accesibilă întreprinderilor și să se concentreze pe problemele de optimizare industrială. O provocare cheie pentru Lorenz și colegii ei este să selecteze algoritmul potrivit pentru hardware-ul respectiv și, în același timp, să facă problemele industriale implementabile în calculatoarele cuantice.

Stack-ul de software pe care l-au dezvoltat permite o structură stratificată a tuturor componentelor pentru dezvoltarea și funcționarea computerelor cuantice. Hardware diferit are avantaje și dezavantaje specifice pentru diferite aplicații. Capcanele de ioni sunt mai lente, dar oferă o precizie mai mare și sunt deosebit de potrivite pentru simulările moleculare.

Pe scurt, tehnologiile bazate pe microelectronica supraconductoare și calculul cuantic dețin un potențial enorm pentru viitor. Evoluțiile din ambele domenii ar putea permite progrese semnificative în eficiența energetică și puterea de calcul atât în ​​cercetare, cât și în industrie.