Paderborno mokslininkai daro revoliuciją kvantinėje kompiuterinėje technologijoje!

Paderborno mokslininkai daro revoliuciją kvantinėje kompiuterinėje technologijoje!

Kvantinių technologijų, kurios tiria fizikos pagrindus iki smulkmenų, potencialas atveria duris į anksčiau neįsivaizduojamas galimybes. Visų pirma, kvantinių kompiuterių kūrimas yra pagrindinis mokslinių tyrimų ir techninių naujovių, kurios žada gerokai pranokti esamas skaičiavimo technologijas, akcentas. Paderborne mokslininkai pasiekė reikšmingą laimėjimą: jie sėkmingai pradėjo eksploatuoti didžiausią Europoje atranka pagrįstą kvantinį kompiuterį „Paderborn Quantum Sampler“ (PaQS).

Šis įspūdingas projektas buvo įgyvendintas kaip Federalinės švietimo ir mokslinių tyrimų ministerijos (BMBF) finansavimo iniciatyvos „PhoQuant“ dalis ir sujungia 13 partnerių iš mokslo ir pramonės, įskaitant tokias įmones kaip „Menlo Systems“, „Fraunhofer IOF“ Jenoje ir „Swabian Instruments“. Projektą koordinuoja Q.ANT – pirmaujanti Vokietijos kvantinių technologijų įmonė. Iš viso finansuojant apie 50 milijonų eurų, Vokietiją siekiama iškelti į tarptautinio fotoninių kvantinių skaičiavimų konkurso lyderius.

Nauji kvantinių tyrimų metodai

Kvantiniai kompiuteriai yra žinomi dėl savo jautrumo trūkumams, todėl visame pasaulyje yra įvairių tyrimų metodų. Pirmaujantys fotoniniai kvantiniai kompiuteriai šiuo metu yra tokiose šalyse kaip Kinija, Singapūras, Prancūzija ir Kanada. Tačiau Vokietijoje profesorės dr. Christine Silberhorn vadovaujama komanda naudoja specialias integruotos fotonikos žinias, kad sukurtų naują modelį, pavadintą „Gauso bozono mėginių ėmikliu“. Tam reikia sukurti daug naujų komponentų ir tai parodo projekto sudėtingumą ir pastangas.

PaQS sistema yra Gauso bozono mėginių ėmimo paradigma, kuri matuoja, iš kurių fotoninio tinklo išėjimų atsiranda fotonai. Tai atveria visiškai naujas kvantinių skaičiavimų tyrimų galimybes. Skirtingai nuo ankstesnių modelių, PaQS buvo sukurtas aiškiai orientuojantis į sistemos integravimą ir visišką programuojamumą, o tai reiškia, kad bet kurią norimą konfigūraciją galima lengvai įdiegti.

Funkcionalumas ir galimi panaudojimai

PaQS sistema yra daugiau nei tik techninis įrenginys; Tai lankstus įrankis sudėtingoms problemoms spręsti. Pavyzdžiui, tai gali būti labai svarbu tiriant baltymų lankstymą arba apskaičiuojant molekulines būsenas vaistų atradimo metu. Sistemos programuojamumas leidžia integruoti būsimas programas, suteikiant tyrimams precedento neturintį lankstumą.

Pagrindinis PaQS sistemos elementas yra suspaustų būsenų, kurios šiame kontekste veikia kaip kvantiniai ištekliai, kūrimas. Šie specialūs šviesos šaltiniai leidžia optimaliai panaudoti kvantinę mechaniką. Profesorė Silberhorn ir jos komanda pasinaudojo savo ilgamete patirtimi kuriant optinius bangolaidžius, kad sukurtų išspaustas būsenas, kurios valdo kvantinį kompiuterį.

Apskritai Paderborno mokslininkų pasiekta pažanga yra reikšmingas kvantinių tyrimų žingsnis. Fotoninių kvantinių kompiuterių, naudojančių šviesą skaičiavimams, kūrimas suteikia aiškią perspektyvą dėl mastelio ir didelio laikrodžio greičio. Toliau tyrinėdami skirtingų kvantinių skaičiavimų metodų naudą ir iššūkius, mokslininkai daug labiau priartėja prie to, kad Vokietija išliktų šios mokslo disciplinos pradininkė. Daugiau informacijos apie projektą rasite čia rasti.

(pd / Paderborno universitetas)