Tehnologija budućnosti: supravodljivost revolucionira kvantna računala!

Tehnologija budućnosti: supravodljivost revolucionira kvantna računala!

Međunarodna konferencija o supravodljivoj elektronici (ISEC) etablirala se kao važna platforma za istraživanje supravodljivih materijala. Ova se konferencija održava svake dvije godine u različitim zemljama, a Njemačka je posljednji put bila domaćin 1997. Predsjednik Sveučilišta Kai-Uwe Sattler s TU Ilmenau naglasio je ključnu ulogu ovog istraživanja za digitalizaciju i energetski intenzivne tehnologije. Supravodljivi materijali mogu provoditi električnu energiju bez gubitaka, nudeći revolucionarne mogućnosti za kvantna računala i energetski učinkovite poluvodiče.

Ovi su pomaci posebno važni za smanjenje energetskih potreba podatkovnih centara, koji igraju ključnu ulogu u pružanju usluga u oblaku i Internetu stvari (IoT). S trenutnom razinom tehnologije, tradicionalna računala dosežu svoje granice zbog svoje zastarjele arhitekture. Kako bi odgovorio na te izazove, prof. Hannes Töpfer predstavit će novi pristup očuvanju energije koji kombinira neuromorfno računalstvo sa supravodljivošću.

Neuromorfno računalstvo kao ključna tehnologija

Koncept neuromorfnog računalstva oponaša obradu informacija u ljudskom mozgu. U neuromorfnoj Josephsonovoj mreži, supravodljivi Josephsonovi kontakti povezani su na takav način da simuliraju funkciju bioloških živčanih stanica. Informacije se prenose kratkim impulsima, sličnim neuronskim signalima u živčanom sustavu. To dovodi do značajne potrošnje energije. Svaki bi računalni bit mogao zahtijevati do milijardu puta manje energije od prethodnih tehnologija.

Cilj ovog istraživanja nije samo razviti inovativne tehnike, već i optimizirati njihovu upotrebu u podatkovnim centrima, transportu i industriji. To pomaže smanjiti ugljični otisak IT-a, što je od hitne važnosti u današnjem svijetu. Također postoje vrijedni uvidi iz studija koje se također bave energetskom učinkovitošću neuromorfnih računala, kao što su publikacije Li et al. (2020) i Zhang et al. (2020), gdje se istražuju učinkovite neuronske mreže i neuro-nadahnute računalne arhitekture.

Europski pristup inovacijama

Paralelno s nalazima ISEC-a, u Europi se također razvija OpenSuperQplus100, projekt temeljen na supravodljivim kvantnim računalima. Ovaj je projekt dio strateškog istraživačkog programa EU-a za kvantnu tehnologiju i ima za cilj razvoj sustava i tehnologija za proizvodnju visokokvalitetnih kvantnih čipova. To će stvoriti platformu za dizajn i proizvodnju kvantnih čipova, uključujući integraciju u module s više čipova i definiranje proizvodnih procesa za qubit čipove.

Fraunhofer EMFT aktivno je uključen u razvoj novih procesa za proizvodnju qubit čipova u pilot liniji. Krajnji cilj je proizvodnja ovih čipova na industrijskoj razini za komercijalne primjene i put ka daljnjem napretku, sa sljedećim korakom koji cilja na čipove s do 1000 qubita. Primjene ove tehnologije uključuju kvantne simulacije u kemijskoj industriji i znanosti o materijalima, kao i optimizacijske probleme i strojno učenje.

Sve u svemu, ovi razvoji pokazuju koliko su teme supravodljive elektronike i neuromorfnog računalstva blisko povezane i kakva velika očekivanja istraživanja na različitim razinama imaju za tehnologiju budućnosti. Napredak u tehnologiji supravodljivosti mogao bi ne samo revolucionirati učinkovitost u podatkovnoj tehnologiji, već i dovesti do poboljšanja energetske učinkovitosti na globalnoj razini.