Kompakt kvantecomputer til servercentre

Kvantecomputere udviklet til dato har været enestående enheder, der fylder hele laboratorier. Nu, fysikere ved universitetet i Innsbruck har bygget en prototype af en ionfælde -kvantecomputer, der kan bruges i industrien. Det passer ind i to 19-tommer serverracks som dem, der findes i datacentre over hele verden. Den kompakte, selvbærende enhed demonstrerer, hvordan denne teknologi snart vil være mere tilgængelig.

I løbet af de sidste tre årtier har grundlæggende grundlag for at bygge kvantecomputere er blevet banebrydende på universitetet i Innsbruck, Østrig. Som en del af EU Flagship Quantum Technologies, forskere ved Institut for Eksperimentel Fysik i Innsbruck har nu bygget en demonstrator til en kompakt ionfælde -kvantecomputer. "Vores kvanteberegningseksperimenter fylder normalt 30- til 50 kvadratmeter laboratorier, "siger Thomas Monz fra University of Innsbruck." Vi ledte nu efter at tilpasse de teknologier, der blev udviklet her i Innsbruck, til det mindst mulige rum, mens vi opfyldte standarder, der normalt bruges i industrien. "Den nye enhed har til formål at vise, at kvantecomputere snart er klar til brug i datacentre. "Vi var i stand til at vise, at kompakthed ikke behøver at gå på bekostning af funktionalitet, "tilføjer Christian Marciniak fra Innsbruck -holdet.

De individuelle byggesten i verdens første kompakte kvantecomputer skulle reduceres betydeligt i størrelse. For eksempel, midtpunktet i kvantecomputeren, ionfælden installeret i et vakuumkammer, optager kun en brøkdel af den tidligere krævede plads. Det blev leveret til forskerne af Alpine Quantum Technologies (AQT), en spin-off af universitetet i Innsbruck og det østrigske videnskabsakademi, der har til formål at bygge en kommerciel kvantecomputer. Andre komponenter blev bidraget af Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering i Jena og laserspecialisten TOPTICA Photonics i München, Tyskland.

Op til 50 kvantebits

Den kompakte kvantecomputer kan betjenes autonomt og vil snart kunne programmeres online. En særlig udfordring var at sikre stabiliteten af ​​kvantecomputeren. Kvanteapparater er meget følsomme, og i laboratoriet er de beskyttet mod ydre forstyrrelser ved hjælp af detaljerede foranstaltninger. Overraskende, det lykkedes Innsbruck -teamet også at anvende denne kvalitetsstandard på den kompakte enhed, dermed sikre sikker og uafbrudt drift.

Ud over stabilitet, en afgørende faktor for industriel brug af en kvantecomputer er antallet af tilgængelige kvantebit. Dermed, i sin nylige finansieringskampagne, den tyske regering har sat målet om i første omgang at bygge demonstrationskvantecomputere, der har 24 fuldt funktionelle qubits. Innsbruck-kvantefysikerne har allerede nået dette mål. De var i stand til individuelt at styre og med succes sammenfiltre op til 24 ioner med den nye enhed. "Til næste år, vi ønsker at kunne levere en enhed med op til 50 individuelt styrbare kvantebits, " siger Thomas Monz, allerede ser på fremtiden.