Vedci z Paderbornu robia revolúciu v kvantovej počítačovej technológii!

Vedci z Paderbornu robia revolúciu v kvantovej počítačovej technológii!

Potenciál kvantových technológií, ktoré skúmajú základy fyziky do najmenších detailov, otvára dvere dovtedy nepredstaviteľným možnostiam. Najmä vývoj kvantových počítačov je ústredným bodom vedeckého výskumu a technických inovácií, ktoré sľubujú, že ďaleko prekonajú existujúce výpočtové technológie. V Paderborne výskumníci dosiahli významný úspech: Úspešne spustili do prevádzky najväčší európsky kvantový počítač založený na vzorkovaní, „Paderborn Quantum Sampler“ (PaQS).

Tento pôsobivý projekt bol realizovaný ako súčasť finančnej iniciatívy PhoQuant Federálneho ministerstva školstva a výskumu (BMBF) a spája odborné znalosti 13 partnerov z vedy a priemyslu, vrátane spoločností ako Menlo Systems, Fraunhofer IOF v Jene a Swabian Instruments. Projekt koordinuje Q.ANT, popredná nemecká spoločnosť pre kvantové technológie. S celkovou sumou približne 50 miliónov eur má projekt za cieľ dostať Nemecko do popredia medzinárodnej súťaže o fotonické kvantové výpočty.

Nové prístupy v kvantovom výskume

Kvantové počítače sú známe svojou citlivosťou na nedokonalosti, a preto vo svete existujú rôzne výskumné prístupy. Popredné fotonické kvantové počítače sa v súčasnosti nachádzajú v krajinách ako Čína, Singapur, Francúzsko a Kanada. V Nemecku však tím vedený profesorkou Dr. Christine Silberhorn využíva špeciálne odborné znalosti v oblasti integrovanej fotoniky na realizáciu nového modelu s názvom „Gaussian Boson Sampler“. To si vyžaduje vývoj mnohých nových komponentov a ukazuje zložitosť a úsilie projektu.

Systém PaQS je paradigmou vzorkovania Gaussovho bozónu, ktorý meria, z ktorých výstupov fotonickej siete fotóny vychádzajú. To otvára úplne nové možnosti vo výskume kvantových počítačov. Na rozdiel od predchádzajúcich modelov bol PaQS navrhnutý s jasným zameraním na systémovú integráciu a plnú programovateľnosť, čo znamená, že akákoľvek požadovaná konfigurácia sa dá ľahko implementovať.

Funkčnosť a možnosti využitia

Systém PaQS je viac než len technické zariadenie; predstavuje flexibilný nástroj na riešenie zložitých problémov. Napríklad by to mohlo byť kľúčové pri štúdiu skladania proteínov alebo pri výpočte molekulárnych stavov pri objavovaní liekov. Programovateľnosť systému umožňuje integrovať budúce aplikácie, čo dáva výskumu bezprecedentnú flexibilitu.

Kľúčovým prvkom systému PaQS je vytváranie stlačených stavov, ktoré v tomto kontexte fungujú ako kvantové zdroje. Tieto špeciálne svetelné zdroje umožňujú optimálne využitie kvantovej mechaniky. Profesorka Silberhorn a jej tím čerpali zo svojich dlhoročných skúseností s vývojom optických vlnovodov na generovanie stlačených stavov, ktoré poháňajú kvantový počítač.

Celkovo je pokrok dosiahnutý výskumníkmi v Paderborne významným krokom v kvantovom výskume. Vývoj fotonických kvantových počítačov, ktoré využívajú svetlo na výpočty, ponúka jasnú perspektívu smerom k škálovateľnosti a vysokej rýchlosti hodín. Pokračovaním v skúmaní výhod a výziev rôznych prístupov ku kvantovým výpočtom sa vedci posúvajú oveľa bližšie k udržaniu Nemecka ako priekopníka v tejto vedeckej disciplíne. Ďalšie informácie o projekte sú k dispozícii tu nájsť.

(pd/University of Paderborn)