Paderborns forskare revolutionerar kvantdatortekniken!

Paderborns forskare revolutionerar kvantdatortekniken!

Potentialen hos kvantteknologier, som utforskar fysikens grunder in i minsta detalj, öppnar dörrar till tidigare oanade möjligheter. I synnerhet är utvecklingen av kvantdatorer ett centralt fokus för vetenskaplig forskning och tekniska innovationer som lovar att vida överträffa befintlig datorteknik. I Paderborn har forskare uppnått en betydande prestation: De har framgångsrikt satt Europas största provtagningsbaserade kvantdator, "Paderborn Quantum Sampler" (PaQS), i drift.

Detta imponerande projekt realiserades som en del av PhoQuant-finansieringsinitiativet från det federala ministeriet för utbildning och forskning (BMBF) och samlar expertis från 13 partners från vetenskap och industri, inklusive företag som Menlo Systems, Fraunhofer IOF i Jena och Swabian Instruments. Projektet koordineras av Q.ANT, ett ledande tyskt företag för kvantteknologi. Med totalt cirka 50 miljoner euro i finansiering syftar projektet till att föra Tyskland i framkant i den internationella konkurrensen om fotonisk kvantberäkning.

Nya tillvägagångssätt inom kvantforskning

Kvantdatorer är kända för sin känslighet för ofullkomligheter, vilket är anledningen till att det finns olika forskningsmetoder runt om i världen. De ledande fotoniska kvantdatorerna finns för närvarande i länder som Kina, Singapore, Frankrike och Kanada. I Tyskland använder dock teamet som leds av professor Dr. Christine Silberhorn den speciella expertisen inom integrerad fotonik för att realisera en ny modell som kallas "Gaussian Boson Sampler". Detta kräver utveckling av många nya komponenter och visar projektets komplexitet och ansträngning.

PaQS-systemet är ett paradigm för Gaussisk bosonsampling, som mäter från vilka utgångar från ett fotoniskt nätverk fotonerna kommer fram. Detta öppnar helt nya möjligheter inom kvantberäkningsforskning. Till skillnad från tidigare modeller designades PaQS med ett tydligt fokus på systemintegration och full programmerbarhet, vilket innebär att alla önskade konfigurationer enkelt kan implementeras.

Funktionalitet och möjliga användningsområden

PaQS-systemet är mer än bara en teknisk anordning; det representerar ett flexibelt verktyg för att lösa komplexa problem. Till exempel kan det vara avgörande för att studera proteinveckning eller beräkning av molekylära tillstånd i läkemedelsupptäckten. Systemets programmerbarhet gör det möjligt att integrera framtida applikationer, vilket ger forskning oöverträffad flexibilitet.

Ett nyckelelement i PaQS-systemet är skapandet av pressade tillstånd, som fungerar som kvantresurser i detta sammanhang. Dessa speciella ljuskällor gör det möjligt att utnyttja kvantmekaniken optimalt. Professor Silberhorn och hennes team drog på sin många års erfarenhet av att utveckla optiska vågledare för att generera pressade tillstånd som driver kvantdatorn.

Sammantaget är de framsteg som gjorts av forskarna i Paderborn ett viktigt steg i kvantforskningen. Utvecklingen av fotoniska kvantdatorer som använder ljus för beräkningar ger ett tydligt perspektiv på skalbarhet och höga klockhastigheter. Genom att fortsätta att undersöka fördelarna och utmaningarna med olika tillvägagångssätt för kvantberäkning, kommer forskare mycket närmare att behålla Tyskland som en pionjär inom denna vetenskapliga disciplin. Mer information om projektet finns här att hitta.

(pd/University of Paderborn)