Rozwój badań nad technologiami kwantowymi w Europie
Finansowany ze środków Unii Europejskiej projekt SPINUS(odnośnik otworzy się w nowym oknie) rozpoczął działalność w 2024 roku, a jego celem było opracowanie doświadczalnych platform na potrzeby symulacji oraz obliczeń kwantowych. Ostatecznym celem prac jest zbudowanie symulatora kwantowego obejmującego ponad 50 kubitów oraz komputera kwantowego złożonego z co najmniej 10 kubitów, a następnie kontynuowanie rozwoju tych rozwiązań po zakończeniu projektu, by zwiększyć ich skalę odpowiednio do ponad 1000 i 100 kubitów. Po upływie roku po rozpoczęcia prac, w lutym 2025 roku, zespół projektu SPINUS zorganizował coroczne spotkanie we włoskim Trydencie, aby ocenić postępy w realizacji tych celów i uzgodnić założenia strategiczne na potrzeby kolejnych etapów projektu. Badania nad rozwiązaniami kwantowymi rozwijają się bardzo szybko, jednak ograniczenia istniejących architektur utrudniają komputerom i symulatorom kwantowym osiągnięcie i przekroczenie wydajności konwencjonalnych metod. Zespół projektu SPINUS stara się rozwiązać ten problem, wykorzystując diamenty i węglik krzemu (SiC) w celu opracowania skalowalnych półprzewodnikowych symulatorów kwantowych i podzespołów na potrzeby komputerów kwantowych wykorzystujących sieci spinów jądrowych i dipolowo-dipolowych splątanych kubitów spinowych. Tego rodzaju symulatory i procesory będą działać w temperaturze pokojowej lub zbliżonej do niej, eliminując potrzebę stosowania złożonych układów chłodzenia. To z kolei przyczyni się do popularyzacji technologii i zwiększy możliwość jej wykorzystania w wielu obszarach.
Dwanaście miesięcy wyjątkowych osiągnięć
Osiągnięcia zaprezentowane podczas spotkania obejmowały rozwój systemów kontroli i odczytu spinu, czyli osiągnięcie niemieckich partnerów projektu - Forschungszentrum Jülich, Uniwersytetu w Ulm i Uniwersytetu w Stuttgarcie. Jak czytamy w komunikacie prasowym opublikowanym w serwisie EurekAlert!(odnośnik otworzy się w nowym oknie), zespoły badawcze opracowały sterowalne bramki fazowe między dwoma ośrodkami azot-wakancja i osiągnęły polaryzację azot-spin za pomocą technik PulsePol. Partner programu SPINUS, Uniwersytet Linköping w Szwecji, również poinformował o postępach w syntezie materiałów, tworząc wysokiej jakości, izotopowo czyste warstwy węglika krzemu charakteryzujące się powierzchnią o wysokiej gładkości oraz diamentowe struktury warstwowe z cienkimi izotopowo kontrolowanymi warstwami. Naukowcy z uniwersytetów w Stuttgarcie i Ulm oraz holenderski partner projektu - Politechnika w Delfcie - opracowali optymalne sekwencje sterowania do inicjalizacji i programowania swoich symulatorów kwantowych, osiągając istotne postępy w kontrolowaniu i mierzeniu dużych sieci spinów jądrowych składających się z ponad 40 spinów. Zademonstrowali również rozproszeniowe przejścia fazowe z wykorzystaniem swoich symulatorów kwantowych. Nowe rozwiązania na potrzeby komputerów kwantowych oparte na centrach kolorów zostały również wprowadzone przez zespoły badawcze z Delft, Stuttgartu, Ulm i belgijskiego partnera projektu - Uniwersytet w Hasselt. Naukowcy opracowali dynamicznie oddzielane bramki splątujące działające w częstotliwości radiowej i zademonstrowali bramki dwukubitowe w rejestrach kwantowych do 7 kubitów zapewniające wysoką wierność. Partnerzy projektu SPINUS osiągnęli także postępy w zakresie technik odczytu elektrycznego, klasycznych metod symulacji i algorytmów kwantowych. Konsorcjum projektu SPINUS (Spin based quantum computer and simulator) (SPINUS) planuje pogłębić swoje zaangażowanie w europejskie inicjatywy kwantowe w celu prowadzenia dalszych badań na skalę międzynarodową. Planuje również zbadać potencjał integracji pilotażowych linii kwantowych w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Układów Scalonych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Chips JU). Martin Koppenhoefer, przedstawiciel niemieckiego Towarzystwa im. Fraunhofera będącego koordynatorem projektu, zauważa: „Prowadzone w Europie badania nad technologiami kwantowymi są na światowym poziomie, a sama Europa może wziąć udział w globalnym wyścigu, którego celem jest opracowanie wielkoskalowych komputerów kwantowych na dużą skalę i osiągnięcie przewagi kwantowej. W ramach projektu SPINUS łączymy i wykorzystujemy indywidualne mocne strony naszych instytucji partnerskich, aby rozwijać półprzewodnikowe technologie kwantowe”. Więcej informacji: strona projektu SPINUS(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
