TU Kaiserslautern kap 7 millió eurót kap egy kvantumszámítógép építésére

Professor Herwig Ott (balról jobbra), Dr. Thomas Niederprüm és Professor Artur Widera a partnereikkel együtt dolgoznak az új kvantumszámítógépen. Fotó: Koziel/TUK

A kvantumszámítógépek jelentős előnyöket nyújtanak a hagyományos, digitális számítógépekhez képest a számítási sebesség terén. Ez különösen fontos az optimalizációs problémák megoldásában, amelyek összetett kérdések, például logisztikai folyamatok esetén. Ennek a potenciálnak a kihasználása érdekében a Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium most egy körülbelül 25 millió eurós projektet támogat egy gyakorlati kvantumszámítógép kifejlesztésére. A teljes projektvolumen 29 millió euró. Ebből több mint hétmillió euró a Kaiserslautern Műszaki Egyetem Fizikai Tanszékének (TUK) jut.

Sok gyakorlati szempontból releváns számítási probléma még a mai nagy teljesítményű számítógépek határát súrolja. Ez például ismételten megmutatkozik optimalizációs problémák esetén, mint például a sok megállót tartalmazó útvonaltervezés, összekapcsolt munka- és gyártási folyamatok optimalizálása, egy repülő ideális felszállási szakaszának kiszámítása vagy erőforrás-kímélő logisztikai folyamatok tervezése ellátási láncokban és átrakóhelyeken.

A kvantumszámítógép építésére irányuló versenyben a Kaiserslauterni Műszaki Egyetem kutatói most nagy sikert értek el. Sikerült egy kiemelkedő projektet elnyerniük egy ilyen számítógép építésére a Kaiserslauterni Egyetemen. A következő öt évben kollégáikkal a Hamburgi Egyetemen, a Fraunhofer Technológiai és Gazdasági Matematikai Intézetében (ITWM), valamint ipari partnerekkel közösen egy működőképes kvantumprocesszort fejlesztenek Rydberg-atomokra alapozva. Céljuk, hogy ipari szempontból releváns problémákat optimalizáljanak. A kvantumszámítógép a campuson felépített "Laboratórium a Fejlett Spinmérnöki Kutatáshoz" (LASE) nevű új kutatóépületben fog helyet kapni.

A kvantumszámítógépek sokszorosan felülmúlhatják a hagyományos számítógépek teljesítményét, mivel teljesen másképp működnek. A klasszikus bitek helyett, amelyek értéke 0 vagy 1 lehet, kvantumbiteknek nevezett egységeket használnak, amelyek egyszerre lehetnek 0 és 1. „Ez hatalmas potenciált ad arra, hogy olyan problémákat oldjunk meg, amelyek a klasszikus számítógépek számára megoldhatatlanok. Különösen ígéretesek a logisztika és a folyamatoptimalizáció fontos problémáinak megoldásában” – mondja Dr. Herwig Ott, a TUK Fizikai Tanszékének csoportvezetője, aki a projektet kollégáival, Dr. Artur Widerával és Dr. Thomas Niederprümmel közösen szerezte meg.

Widera professzor kiegészíti: „Büszkék vagyunk arra, hogy ezt a jövőbe mutató projektet sikerült elnyernünk a város, a régió és Rajnál-Pfalz állam számára, amely nemzetközi láthatóságot fog biztosítani a Kaiserslautern-i helyszín számára. Nagy siker, hogy az elmúlt tíz évben a saját kutatási területeinken, különösen a kiemelt kutatási területeinken, felépített kvantotechnológiai és kvantumfizikai szakértelmünket most ebbe a rendkívül izgalmas projektbe tudjuk belevonni.” Dr. Niederprüm így folytatja: „A kvantumszámítógéppel azt szeretnénk tesztelni, hogyan lehet javítani és fenntarthatóbbá tenni a hajóútvonalakat az áruszállításban vagy a szállítási láncokat összességében, hogy energiát takarítsunk meg és így hozzájáruljunk a klímavédelemhez.”

A jövőbeli alkalmazási területek közé tartozik új gyógyszermolekulák számítása vagy biztosítási algoritmusok optimalizálása. „Hosszú távon várjuk, hogy pozitív hatással lesz a régió iparára is, mivel a kvantumszámítógép teljesen külsőleg működtethető, és sok helyen felmerülnek optimalizációs problémák” – zárja Ott professzor.

Az egyetem elnöke, Dr. Arnd Poetzsch-Heffter hangsúlyozza a projekt jelentőségét: „A kvantumszámítógép építésével a világ egyik kevés kutatóhelye közé tartozunk, amelyek fejlesztik ezt az új technológiát. Ez kiváló siker, és stratégiai szempontból óriási jelentőségű az egész helyszín számára. Szívből gratulálok mindenkinek, aki részt vett ebben.” Dr. Werner R. Thiel, a TUK kutatásért és technológiáért felelős alelnöke is örömmel nyilatkozik: „Gratulálok kollégáimnak. Az elmúlt években különböző projektekben, kiemelt kutatási területeken és az állami támogatással működő OPTIMAS profilterületen tették le az alapokat. Ez most megtérül.”

A „RYMAX” kutatási konzorciumhoz a Kaiserslautern-i Egyetem kutatói mellett csatlakoznak a Hamburgi Egyetem, a Fraunhofer Intézet a Technológiai és Gazdasági Matematikában (ITWM), valamint ipari partnerek a lézertechnológia, optikai technológiák, elektronika, szoftverfejlesztés és logisztika területeiről.