Framtidens kvantdatorer: revolutionerande utveckling i sikte!

Framtidens kvantdatorer: revolutionerande utveckling i sikte!

Den 24 juni 2025 ägde en viktig workshop rum vid det tekniska universitetet i Ilmenau som handlade om ämnet supraledande mikroelektronik. Workshopen, ledd av prof. Hannes Töpfer, dekanus vid fakulteten för elektroteknik och informationsteknologi, diskuterade supraledande sensorer, kretsar, designmetoder samt utmaningarna och kraven för digital kvantberäkning och neuromorfa kretsar. Hans mål var att kombinera internationella forskningsinsatser och skapa ett ekosystem från grundforskning till spåntillverkning.

Detta evenemang lyfte fram den enorma betydelsen av supraledande teknik för framtida energieffektivitet och datorkraft. Toppexperter, inklusive Nobuyuki Yoshikawa från Yokohama National University, Scott Holmes, som är involverad i International Roadmap for Devices and Systems (IRDS), och Jie Ren från Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, diskuterade relevansen av dessa teknologier för hållbar informationsteknologi. Workshopen inleddes med ett föredrag av Oleg Mukhanov, en pionjär inom supraledande kretsar som gav de första experimentella bevisen på supraledande digitala kretsar 1987.

Fokus på kvantberäkning

Ett centralt ämne för workshopen var utvecklingen av kvantdatorer baserade på supraledare. Detta område blir allt viktigare, främst på grund av projektet OpenSuperQplus100 är klarlagt. Detta är ett initiativ för att utveckla system och teknologier för kvantdatorer baserade på supraledande element. Projektet är en del av EU:s strategiska forskningsagenda för kvantteknologi och syftar till att tillhandahålla integrerade demonstratorer för forsknings- och tillämpningsändamål.

En viktig aspekt av detta projekt är produktionen av minst 100 högkvalitativa qubits i en av demonstratorerna. Detta inkluderar utvecklingen av en design- och tillverkningsplattform för högkvalitativa kvantchips och deras integration i multichipmoduler. Bidraget av Fraunhofer EMFT är avgörande, särskilt genom nya processer för att producera qubit-chips. Syftet är att producera chips i industriell skala och att definiera tillverkningsprocesserna för 200 mm wafers i renrumsanläggningar.

Kvantmjukvarans roll

En annan viktig aspekt är forskning inom området kvantmjukvara. Jeanette Lorenz och hennes team arbetar med att anpassa algoritmer till hårdvarubristerna i qubits. QUAST-projektet syftar till att göra kvantdatorer tillgänglig för företag och fokusera på industriella optimeringsproblem. En viktig utmaning för Lorenz och hennes kollegor är att välja rätt algoritm för respektive hårdvara och samtidigt göra industriella problem implementerbara i kvantdatorer.

Mjukvarustacken de utvecklade möjliggör en skiktad struktur av alla komponenter för utveckling och drift av kvantdatorer. Olika hårdvara har specifika fördelar och nackdelar för olika applikationer. Jonfällor är långsammare, men erbjuder högre noggrannhet och är särskilt lämpliga för molekylära simuleringar.

Sammanfattningsvis har teknologier baserade på supraledande mikroelektronik och kvantberäkning en enorm potential för framtiden. Utvecklingen inom båda områdena skulle kunna möjliggöra betydande framsteg inom energieffektivitet och datorkraft inom både forskning och industri.