Den kompakta kvantdatorn passar i två 19-tums serverrack.
Universitetet i Innsbruck
Kvantdatorer kräver fortfarande stora, dedikerade rum och komplexa installationer, men nu, i ett nytt steg mot att föra tekniken ut ur laboratoriet, har forskare utformat en prototyp kvantdator som är tillräckligt kompakt för att passa i vanliga datacenterställ
Som en del av ett EU-finansierat projekt som heter AQTION, satte en grupp forskare från universitetet i Innsbruck i Österrike framgångsrikt in en helt funktionell kvantdator för jonfälla i två 19-tums serverrack, som vanligtvis finns i datacenter runt om i världen. Enheten kräver endast en enda väggmonterad stickkontakt och är i övrigt fristående.
Prototypen är en spännande utveckling i en bransch som mest bygger på labbaserade implementeringar, där kvantdatorer bara kan styras tack vare specialbyggd infrastruktur. Att utveckla en inställning som är mer tillgänglig är därför nyckeln till att utvidga räckvidden för tekniken.
Detta är anledningen till att EU nyligen lanserade AQTION, ett projekt på 10 miljoner euro som syftar till att skapa en kompakt kvantdator med jonfälla som uppfyller branschstandarder utan att behöva en extremt stabil laboratoriemiljö för drift.
“Våra kvantberäkningsexperiment fyller vanligtvis 30- till 50 kvadratmeter laboratorier”, säger Thomas Monz, AQTION-projektkoordinator. “Vi letade nu efter att passa in den teknik som utvecklats här i Innsbruck i minsta möjliga utrymme samtidigt som vi uppfyller standarder som vanligtvis används inom industrin.”
Den nya enheten, säger forskargruppen, visar att kvantdatorer snart är redo att användas i datacenter.
Forskarna använde joner, som är enladdade atomer, som qubits. Kvantinformation kodas i jonernas elektroniska tillstånd och operationer utförs med laserpulser som modifierar och kontrollerar partiklarnas tillstånd.
Medan tillvägagångssättet skiljer sig från de välkända supraledande qubits som används av IBM och Google i sina kvantdatorer, får ion-trap-enheter uppmärksamhet i branschen. Honeywell gjorde till exempel sin kvantdebut förra året med fångad jonteknik.
För att få plats i ett par 19-tums rack, måste varje enskild byggsten i AQTIONs kvantdator minskas, från jonfällprocessorn till vakuumkammaren. Den största utmaningen var därför att säkerställa att enheten inte kompromissar med prestanda – men forskarna är övertygade om att deras prototyp redan ger lovande resultat.
Även utanför den kontrollerade miljön som kan uppnås i ett laboratorium var enheten tillräckligt stabil för att fungera utan avbrott från yttre störningar, och fysikerna kunde individuellt styra och trassla upp till 24 joner. Mätningar visade att systemets prestanda och felprocent var i nivå med labbaserade implementeringar.
“Vi kunde visa att kompakthet inte behöver gå på bekostnad av funktionalitet”, säger Christian Marciniak, forskare vid universitetet i Innsbruck.
Nästa år räknar teamet med att skapa en enhet med upp till 50 individuellt kontrollerbara qubits.
För närvarande kommer dock prototypens hårdvaru- och programvarufunktioner att uppgraderas ytterligare innan den görs tillgänglig online. Forskare kommer att få tillgång till enheten via molnet för att testa kvantalgoritmer på ett hårdvaru-agnostiskt kvantberäkningsspråk.
Relaterade ämnen:
Datacenter 