TU Kaiserslautern riceve sette milioni di euro per la costruzione di un computer quantistico

Il Professor Herwig Ott (da sinistra a destra), il Dr. Thomas Niederprüm e il Professor Artur Widera lavorano con i loro partner al nuovo computer quantistico. Foto: Koziel/TUK

I computer quantistici offrono notevoli vantaggi in termini di velocità di calcolo rispetto ai tradizionali computer digitali. Ciò è particolarmente importante nella risoluzione di problemi di ottimizzazione, che riguardano il calcolo di questioni complesse come i processi logistici. Per rendere questo potenziale utilizzabile, il Ministero federale dell'istruzione e della ricerca finanzia ora un progetto per lo sviluppo di un computer quantistico pratico con circa 25 milioni di euro. Il volume totale del progetto ammonta a 29 milioni di euro. Più di sette milioni di euro di questi vanno al dipartimento di fisica della Technische Universität Kaiserslautern (TUK).

Molti problemi pratici di calcolo pongono già oggi i computer ad alte prestazioni ai loro limiti. Ciò si manifesta, ad esempio, ripetutamente nei problemi di ottimizzazione, come la pianificazione di rotte con molte soste intermedie, l'ottimizzazione di processi di lavoro e produzione interconnessi, il calcolo del volo di salita ideale di un aeromobile o la pianificazione di processi logistici più sostenibili nelle catene di approvvigionamento e nei punti di transbordo.

Nella corsa alla costruzione di un computer quantistico utilizzabile per applicazioni, i ricercatori della TU Kaiserslautern hanno ora ottenuto un grande successo. Sono riusciti a ottenere un importante grande progetto per la costruzione di un tale computer presso la TU Kaiserslautern. Nei prossimi cinque anni, lavoreranno insieme a colleghi dell'Università di Amburgo e dell'Istituto Fraunhofer per la matematica tecnologica ed economica ITWM, nonché con partner industriali, per sviluppare un processore quantistico funzionante basato su cosiddetti atomi di Rydberg. L'obiettivo è ottimizzare problemi di rilevanza industriale. Il computer quantistico sarà collocato nel nuovo edificio di ricerca "Laboratorio per l'ingegneria avanzata dello spin" (LASE) nel campus universitario.

I computer quantistici possono superare di molte volte le prestazioni dei computer tradizionali, perché funzionano in modo completamente diverso. Invece di bit classici, che possono assumere il valore 0 o 1, usano cosiddetti qubit, che possono essere contemporaneamente 0 e 1. "Di conseguenza, hanno un potenziale immenso per affrontare problemi irrisolvibili per i computer classici. Promettono in particolare di risolvere problemi importanti di logistica e ottimizzazione dei processi", afferma il professor Dr. Herwig Ott, responsabile del gruppo nel dipartimento di fisica della TUK, che ha ottenuto il progetto insieme ai colleghi fisici professor Dr. Artur Widera e Dr. Thomas Niederprüm.

Il professor Widera aggiunge: "Siamo orgogliosi di aver ottenuto questo progetto all'avanguardia per la città, la regione e il Land Rheinland-Pfalz, che porterà visibilità internazionale alla sede di Kaiserslautern. È un grande successo che possiamo mettere a frutto l'expertise nella tecnologia quantistica e nella fisica quantistica, che abbiamo sviluppato negli ultimi dieci anni nell'ambito dei nostri programmi di ricerca speciali". Dr. Thomas Niederprüm spiega inoltre: "Con il computer quantistico, vogliamo testare come migliorare complessivamente le rotte delle navi per la logistica delle merci o le catene di approvvigionamento, rendendole più sostenibili, in modo da risparmiare energia e contribuire alla protezione del clima."

Altri futuri campi di applicazione sono il calcolo di nuovi principi attivi per farmaci o l'ottimizzazione di algoritmi assicurativi. "A lungo termine, ci aspettiamo anche un impatto positivo sull'industria regionale, poiché il computer quantistico può essere gestito completamente esternamente e i problemi di ottimizzazione si presentano in molti settori", conclude il professor Ott.

Il rettore dell'università, il professor Dr. Arnd Poetzsch-Heffter, sottolinea l'importanza del progetto: "Con la costruzione di un computer quantistico, siamo tra i pochi centri di ricerca al mondo a sviluppare questa nuova tecnologia. È un grande successo ed è di enorme importanza strategica per l'intera sede. Congratulo tutti i coinvolti di cuore". Anche il professor Dr. Werner R. Thiel, vicepresidente per la ricerca e la tecnologia alla TUK, si mostra soddisfatto: "Congratulo i colleghi. Negli ultimi anni, hanno posto le basi in vari progetti, programmi di ricerca speciali e anche nel settore profilato finanziato dallo Stato OPTIMAS. Ora i risultati si vedono".

Il consorzio di ricerca "RYMAX" include, oltre a ricercatrici e ricercatori della TU Kaiserslautern, studiosi dell'Università di Amburgo, dell'Istituto Fraunhofer per la matematica tecnologica ed economica ITWM e partner industriali nei settori della tecnologia laser, tecnologie ottiche, elettronica, sviluppo software e logistica.