Paderborns videnskabsmænd revolutionerer kvantecomputerteknologien!

Paderborns videnskabsmænd revolutionerer kvantecomputerteknologien!

Potentialet i kvanteteknologier, som udforsker fysikkens grundprincipper ned til mindste detalje, åbner døre til hidtil uanede muligheder. Især udviklingen af ​​kvantecomputere er et centralt fokus for videnskabelig forskning og tekniske innovationer, der lover at langt overgå eksisterende computerteknologier. I Paderborn har forskere opnået en betydelig bedrift: De har med succes sat Europas største prøvetagningsbaserede kvantecomputer, "Paderborn Quantum Sampler" (PaQS), i drift.

Dette imponerende projekt blev realiseret som en del af PhoQuant-finansieringsinitiativet fra Forbundsministeriet for Uddannelse og Forskning (BMBF) og samler ekspertise fra 13 partnere fra videnskab og industri, herunder virksomheder som Menlo Systems, Fraunhofer IOF i Jena og Swabian Instruments. Projektet koordineres af Q.ANT, en førende tysk virksomhed inden for kvanteteknologier. Med i alt omkring 50 millioner euro i finansiering har projektet til formål at bringe Tyskland i front i den internationale konkurrence om fotonisk kvanteberegning.

Nye tilgange inden for kvanteforskning

Kvantecomputere er kendt for deres følsomhed over for ufuldkommenheder, hvorfor der findes forskellige forskningstilgange rundt om i verden. De førende fotoniske kvantecomputere er i øjeblikket placeret i lande som Kina, Singapore, Frankrig og Canada. I Tyskland bruger holdet ledet af professor Dr. Christine Silberhorn imidlertid den særlige ekspertise inden for integreret fotonik til at realisere en ny model kaldet "Gaussian Boson Sampler". Dette kræver udvikling af mange nye komponenter og viser projektets kompleksitet og indsats.

PaQS-systemet er et paradigme for Gaussisk bosonsampling, som måler fra hvilke output fra et fotonisk netværk fotonerne kommer frem. Dette åbner helt nye muligheder inden for kvanteberegningsforskning. I modsætning til tidligere modeller er PaQS designet med et klart fokus på systemintegration og fuld programmerbarhed, hvilket betyder, at enhver ønsket konfiguration nemt kan implementeres.

Funktionalitet og mulige anvendelser

PaQS-systemet er mere end blot en teknisk enhed; det repræsenterer et fleksibelt værktøj til at løse komplekse problemer. For eksempel kan det være afgørende for at studere proteinfoldning eller beregning af molekylære tilstande i lægemiddelopdagelse. Systemets programmerbarhed gør det muligt at integrere fremtidige applikationer, hvilket giver forskning hidtil uset fleksibilitet.

Et nøgleelement i PaQS-systemet er skabelsen af ​​pressede tilstande, som fungerer som kvanteressourcer i denne sammenhæng. Disse specielle lyskilder gør det muligt at udnytte kvantemekanikken optimalt. Professor Silberhorn og hendes team trak på deres mange års erfaring med at udvikle optiske bølgeledere til at generere sammenpressede tilstande, der driver kvantecomputeren.

Samlet set er de fremskridt, som forskerne har opnået i Paderborn, et væsentligt skridt i kvanteforskningen. Udviklingen af ​​fotoniske kvantecomputere, der bruger lys til beregninger, giver et klart perspektiv i retning af skalerbarhed og høje clockhastigheder. Ved at fortsætte med at undersøge fordelene og udfordringerne ved forskellige tilgange til kvanteberegning bevæger forskerne sig meget tættere på at fastholde Tyskland som et pioner inden for denne videnskabelige disciplin. Yderligere information om projektet er tilgængelig her at finde.

(pd/University of Paderborn)