Kwantumcomputers vereisen nog steeds grote, speciale ruimtes en complexe installaties, maar nu, in een nieuwe stap om de technologie uit het laboratorium te halen, hebben onderzoekers een prototype van een kwantumcomputer ontworpen die compact genoeg is om in gewone datacenterrekken te passen. 

Als onderdeel van een door de EU gefinancierd project genaamd AQTION heeft een groep wetenschappers van de Universiteit van Innsbruck in Oostenrijk met succes een volledig functionele iontrap-kwantumcomputer in twee 19-inch serverracks opgezet, zoals doorgaans te vinden in datacenters over de hele wereld. Het apparaat heeft slechts één aan de muur gemonteerde stekker nodig en is verder autonoom. 

Het prototype is een opwindende ontwikkeling in een industrie die grotendeels afhankelijk is van laboratoriumgebaseerde implementaties, waar kwantumcomputers alleen kunnen worden bestuurd dankzij een speciaal gebouwde infrastructuur. Het ontwikkelen van een opstelling die toegankelijker is, is daarom de sleutel tot het vergroten van het bereik van de technologie.  

Dit is de reden waarom de EU onlangs is begonnen AQTIE, een project van €10 miljoen dat tot doel heeft een compacte ionenval-kwantumcomputer te creëren die voldoet aan industrienormen zonder dat daarvoor een ultrastabiele laboratoriumomgeving nodig is.  

“Onze quantum computing-experimenten vullen doorgaans laboratoria van 30 tot 50 vierkante meter”, zegt Thomas Monz, projectcoördinator van AQTION. “We wilden nu de technologieën die hier in Innsbruck zijn ontwikkeld in de kleinst mogelijke ruimte inpassen en tegelijkertijd voldoen aan de normen die doorgaans in de industrie worden gebruikt.”   

Het nieuwe apparaat laat volgens het onderzoeksteam zien dat kwantumcomputers binnenkort klaar zullen zijn voor gebruik in datacenters.  

De onderzoekers gebruikten ionen, dit zijn enkelvoudig geladen atomen, als qubits. Kwantuminformatie wordt gecodeerd in de elektronische toestand van ionen, en bewerkingen worden uitgevoerd met laserpulsen die de toestand van de deeltjes wijzigen en controleren.  

Hoewel de aanpak verschilt van de bekende supergeleidende qubits die door IBM en Google in hun kwantumcomputers worden gebruikt, krijgen ionenval-apparaten steeds meer aandacht in de industrie. Honeywell bijvoorbeeld, maakte vorig jaar zijn kwantumdebuut met gevangen-ion-technologie. 

Om in een paar 19-inch racks te passen, moest elke afzonderlijke bouwsteen van de kwantumcomputer van AQTION worden verkleind, van de ionenvalprocessor tot de vacuümkamer. De grootste uitdaging was daarom om ervoor te zorgen dat het apparaat geen concessies deed aan de prestaties – maar de onderzoekers hebben er vertrouwen in dat hun prototype al veelbelovende resultaten oplevert. 

Zelfs buiten de gecontroleerde omgeving die in een laboratorium kan worden bereikt, was het apparaat stabiel genoeg om zonder onderbreking door externe verstoringen te werken, en de natuurkundigen waren in staat om tot 24 ionen individueel te controleren en te verstrengelen. Uit metingen bleek dat de prestaties en het foutenpercentage van het systeem vergelijkbaar waren met die van laboratoriumgebaseerde implementaties.  

“We hebben kunnen aantonen dat compactheid niet ten koste hoeft te gaan van de functionaliteit”, zegt Christian Marciniak, onderzoeker aan de Universiteit van Innsbruck. 

Volgend jaar verwacht het team een ​​apparaat te maken met maximaal 50 individueel bestuurbare qubits. 

Voorlopig zullen de hardware- en softwaremogelijkheden van het prototype echter nog verder worden geüpgraded voordat het online beschikbaar wordt gesteld. Onderzoekers zullen via de cloud toegang krijgen tot het apparaat om kwantumalgoritmen te testen op een hardware-agnostische kwantumcomputertaal. 

Coinsmart. Beste Bitcoin-beurs in Europa
Bron: https://www.zdnet.com/article/quantum-computers-take-up-a-lot-of-space-researchers-managed-to-shrink-this-one-down/#ftag=RSSbaffb68