De wetenschappers van Paderborn zorgen voor een revolutie in de kwantumcomputertechnologie!

De wetenschappers van Paderborn zorgen voor een revolutie in de kwantumcomputertechnologie!

Het potentieel van kwantumtechnologieën, die de grondbeginselen van de natuurkunde tot in het kleinste detail onderzoeken, opent deuren naar voorheen onvoorstelbare mogelijkheden. In het bijzonder is de ontwikkeling van kwantumcomputers een centraal aandachtspunt van wetenschappelijk onderzoek en technische innovaties die beloven de bestaande computertechnologieën ver te overtreffen. In Paderborn hebben onderzoekers een belangrijke prestatie geleverd: ze hebben met succes de grootste op steekproeven gebaseerde kwantumcomputer van Europa, de “Paderborn Quantum Sampler” (PaQS), in gebruik genomen.

Dit indrukwekkende project werd gerealiseerd als onderdeel van het PhoQuant-financieringsinitiatief van het federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF) en brengt de expertise van 13 partners uit wetenschap en industrie samen, waaronder bedrijven als Menlo Systems, Fraunhofer IOF in Jena en Swabian Instruments. Het project wordt gecoördineerd door Q.ANT, een toonaangevend Duits bedrijf op het gebied van kwantumtechnologieën. Met een totaalbedrag van ongeveer 50 miljoen euro aan financiering wil het project Duitsland op de voorgrond plaatsen in de internationale concurrentie op het gebied van fotonische kwantumcomputing.

Nieuwe benaderingen in kwantumonderzoek

Kwantumcomputers staan ​​bekend om hun gevoeligheid voor onvolkomenheden. Daarom zijn er over de hele wereld verschillende onderzoeksbenaderingen. De toonaangevende fotonische kwantumcomputers bevinden zich momenteel in landen als China, Singapore, Frankrijk en Canada. In Duitsland gebruikt het team onder leiding van professor dr. Christine Silberhorn echter de speciale expertise op het gebied van geïntegreerde fotonica om een ​​nieuw model te realiseren, genaamd de “Gaussian Boson Sampler”. Dit vereist de ontwikkeling van veel nieuwe componenten en toont de complexiteit en inspanning van het project.

Het PaQS-systeem is een paradigma van Gaussiaanse bosonbemonstering, dat meet uit welke outputs van een fotonisch netwerk de fotonen voortkomen. Dit opent compleet nieuwe mogelijkheden in het quantumcomputeronderzoek. In tegenstelling tot eerdere modellen is PaQS ontworpen met een duidelijke focus op systeemintegratie en volledige programmeerbaarheid, wat betekent dat elke gewenste configuratie eenvoudig kan worden geïmplementeerd.

Functionaliteit en mogelijke toepassingen

Het PaQS-systeem is meer dan alleen een technisch apparaat; het vertegenwoordigt een flexibel hulpmiddel voor het oplossen van complexe problemen. Het zou bijvoorbeeld cruciaal kunnen zijn bij het bestuderen van eiwitvouwing of het berekenen van moleculaire toestanden bij de ontdekking van geneesmiddelen. De programmeerbaarheid van het systeem maakt het mogelijk toekomstige toepassingen te integreren, waardoor onderzoek een ongekende flexibiliteit krijgt.

Een sleutelelement van het PaQS-systeem is het creëren van uitgeperste staten, die in deze context als kwantumbronnen fungeren. Deze bijzondere lichtbronnen maken het mogelijk om optimaal gebruik te maken van de kwantummechanica. Professor Silberhorn en haar team putten uit hun jarenlange ervaring met het ontwikkelen van optische golfgeleiders om samengedrukte toestanden te genereren die de kwantumcomputer aandrijven.

Over het geheel genomen is de vooruitgang die de onderzoekers in Paderborn hebben geboekt een belangrijke stap in het kwantumonderzoek. De ontwikkeling van fotonische kwantumcomputers die licht gebruiken voor berekeningen biedt een duidelijk perspectief op schaalbaarheid en hoge kloksnelheden. Door de voordelen en uitdagingen van verschillende benaderingen van quantum computing te blijven onderzoeken, komen wetenschappers veel dichter bij het behoud van Duitsland als pionier in deze wetenschappelijke discipline. Er is meer informatie over het project beschikbaar hier vinden.

(pd/Universiteit van Paderborn)