TU Kaiserslautern získává sedm milionů eur na výstavbu kvantového počítače

Profesor Herwig Ott (zleva doprava), Dr. Thomas Niederprüm a profesor Artur Widera pracují se svými partnery na novém kvantovém počítači. Fotografie: Koziel/TUK

Kvantové počítače přinášejí oproti klasickým digitálním počítačům významné výhody v rychlosti výpočtů. To je zvláště důležité při řešení optimalizačních problémů, které se týkají výpočtu složitých záležitostí, například při logistických procesech. Aby bylo možné toto potenciál využít, podporuje Spolkové ministerstvo vzdělávání a výzkumu nyní projekt vývoje praktického kvantového počítače s rozpočtem přibližně 25 milionů eur. Celkový objem projektu činí 29 milionů eur. Více než sedm milionů eur z toho směřuje na Fakultu fyziky Technické univerzity Kaiserslautern (TUK).

Many practical computational problems even today's high-performance computers reach their limits. This is repeatedly evident in optimization problems, such as route planning with many stops, optimizing interconnected work and production processes, calculating the optimal climb of an aircraft, or planning resource-efficient logistics processes in supply chains and transshipment points.

V boji o výstavbu využitelného kvantového počítače pro aplikace se nyní vědcům z TUK podařil velký úspěch. Dokázali získat významný projekt na výstavbu takového počítače na TUK. V následujících pěti letech budou společně s kolegy z Hamburské univerzity a Fraunhoferova institutu pro techno- a ekonomickou matematiku ITWM a průmyslovými partnery vyvíjet funkční kvantový procesor založený na tzv. Rydbergových atomech. Cílem je optimalizovat průmyslově relevantní problémy. Kvantový počítač bude umístěn v nově postavené výzkumné budově „Laboratoř pokročilého spinového inženýrství“ (LASE) na univerzitním kampusu.

Kvantové počítače mohou výkonem výrazně předčit běžné počítače, protože fungují úplně jinak. Místo klasických bitů, které mohou nabývat hodnot 0 nebo 1, používají tzv. kvantové bity, které mohou být současně 0 i 1. „Díky tomu mají obrovský potenciál řešit problémy, které jsou pro klasické počítače neřešitelné. Zejména slibují vyřešení důležitých problémů logistiky a optimalizace procesů. Jsou klíčovou technologií 21. století,“ říká profesor Dr. Herwig Ott, vedoucí skupiny na Fakultě fyziky TUK, který projekt společně s kolegy profesorem Dr. Arurem Widerou a Dr. Thomasem Niederprümem získal.

Profesor Widera doplňuje: „Jsme hrdí na to, že jsme získali tento průkopnický projekt pro město, region a spolkovou zemi Porýní-Falc, který přinese mezinárodní viditelnost pro lokalitu Kaiserslautern. Je to velký úspěch, že jsme mohli do tohoto vzrušujícího projektu vložit odborné znalosti v oblasti kvantových technologií a kvantové fyziky, které jsme vybudovali za posledních deset let v rámci našich speciálních výzkumných oblastí.“ Dr. Thomas Niederprüm dále vysvětluje: „S kvantovým počítačem chceme testovat, jak lze zlepšit a zpřístupnit například námořní trasy pro logistiku zboží nebo celkové dodavatelské řetězce tak, aby se ušetřila energie a přispělo se ke klimatické ochraně.“

Další budoucí oblasti využití zahrnují výpočet nových účinných látek pro léky nebo optimalizaci pojistných algoritmů. „Dlouhodobě očekáváme také pozitivní dopad na regionální průmysl, protože kvantový počítač může být plně provozován externě a optimalizační problémy se vyskytují na mnoha místech,“ uzavírá profesor Ott.

Rektor univerzity profesor Dr. Arnd Poetzsch-Heffter zdůrazňuje význam projektu: „Výstavbou kvantového počítače patříme na světě mezi málo výzkumných pracovišť, která tuto novou technologii vyvíjejí. Je to vynikající úspěch a má to obrovský strategický význam pro celý region. Srdečně gratuluji všem zúčastněným.“ Také profesor Dr. Werner R. Thiel, viceprezident pro výzkum a technologie na TUK, je potěšen: „Blahopřeji kolegům. V posledních letech položili základy v různých projektech, speciálních výzkumných oblastech a také v profilu podpory OPTIMAS, který financuje spolková země. To se nyní vyplácí.“

Výzkumný konzorcium „RYMAX“ kromě vědců z TUK zahrnuje také výzkumníky z Hamburské univerzity, Fraunhoferova institutu pro techno- a ekonomickou matematiku ITWM a průmyslové partnery z oblastí laserové techniky, optických technologií, elektroniky, softwarového vývoje a logistiky.