Den kompakte kvantecomputeren passer i to 19-tommers serverstativ.
Universitetet i Innsbruck
Quantum-datamaskiner krever fortsatt store, dedikerte rom og komplekse installasjoner, men nå, i et nytt skritt mot å bringe teknologien ut av laboratoriet, har forskere designet en prototype kvantecomputer som er kompakt nok til å passe i vanlige datasenterstasjoner.
Som en del av et EU-finansiert prosjekt kalt AQTION, satte en gruppe forskere fra Universitetet i Innsbruck i Østerrike en vellykket ionefellekvantecomputer inn i to 19-tommers serverstativ, som vanligvis finnes i datasentre over hele verden. Enheten krever bare en enkelt veggplugg og er ellers selvforsynt.
Prototypen er en spennende utvikling i en bransje som hovedsakelig er avhengig av laboratoriebaserte implementeringer, hvor kvantecomputere bare kan kontrolleres takket være spesialbygd infrastruktur. Å utvikle et oppsett som er mer tilgjengelig er derfor nøkkelen til å utvide rekkevidden til teknologien.
Dette er grunnen til at EU nylig lanserte AQTION, et prosjekt på € 10 millioner som tar sikte på å lage en kompakt kvantecomputer med ionefeller som oppfyller industristandarder uten å trenge et ultrastabilt laboratoriemiljø for drift.
“Våre kvanteberegningseksperimenter fyller vanligvis 30- til 50 kvadratmeter laboratorier,” sier Thomas Monz, AQTION-prosjektkoordinator. “Vi var nå ute etter å tilpasse teknologiene som er utviklet her i Innsbruck i minst mulig rom mens vi oppfyller standarder som ofte brukes i industrien.”
Den nye enheten, sa forskerteamet, viser at kvantecomputere snart vil være klare til bruk i datasentre.
Forskerne brukte ioner, som er enkeltladede atomer, som qubits. Kvanteinformasjon er kodet i ioners elektroniske tilstand, og operasjoner utføres med laserpulser som modifiserer og kontrollerer tilstanden til partiklene.
Mens tilnærmingen skiller seg fra de velkjente superledende qubits som brukes av IBM og Google i sine kvantedatamaskiner, får ion-trap-enheter oppmerksomhet i bransjen. Honeywell gjorde for eksempel sin kvantedebut i fjor med fanget ion-teknologi.
For å få plass i et par 19-tommers stativer, måtte hver enkelt byggestein i AQTIONs kvantecomputer reduseres, fra ionefangsprosessoren til vakuumkammeret. Den største utfordringen var derfor å sikre at enheten ikke kompromitterte ytelsen – men forskerne er sikre på at deres prototype allerede gir lovende resultater.
Selv utenfor det kontrollerte miljøet som kan oppnås i et laboratorium, var enheten stabil nok til å fungere uten avbrudd fra eksterne forstyrrelser, og fysikerne var i stand til individuelt å kontrollere og vikle inntil 24 ioner. Målinger viste at systemets ytelse og feilrate var på nivå med laboratoriebaserte implementeringer.
“Vi klarte å vise at kompakthet ikke trenger å gå på bekostning av funksjonalitet,” sa Christian Marciniak, forsker ved Universitetet i Innsbruck.
Til neste år forventer teamet å lage en enhet med opptil 50 individuelt kontrollerbare qubits.
For nå vil imidlertid prototypens maskinvare- og programvarefunksjoner bli ytterligere oppgradert før den blir gjort tilgjengelig online. Forskere vil få tilgang til enheten over skyen for å teste kvantealgoritmer på et maskinvare-agnostisk kvanteberegningsspråk.
Beslektede emner:
Datasentre 