يستخدم العلماء الماس لإنشاء معالج كمومي هجين
قام فريق بحثي من معهد فراونهوفر لفيزياء الحالة الصلبة التطبيقية (FIASSP) بالتنسيق مع 28 شريكًا لتوظيف الماس لإنشاء معالج كمومي هجين.
مع استمرار توسع تكنولوجيا الكمبيوتر الكمومي، أجرى علماء من (FIASSP) مشروعًا يُعرف باسم “ SPINNING ” (كمبيوتر كمي قائم على الفوتون الماسي).
ضمن هذا المشروع، يعمل خبراء وطنيون من العلوم والصناعة على معالج كمي هجين مضغوط وقابل للتطوير يعتمد على الكيوبتات الدوارة في الماس والتي يمكن توصيلها بأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
من خلال استخدام هذا النهج، يعتزم المشروع تقديم مساهمة مهمة في النظام البيئي لتكنولوجيا الكم الألمانية.
يساهم صندوق BMBF بمبلغ 16.1 مليون يورو في المشروع.
كيف سيتم إنشاء هذا المعالج الكمي الهجين؟
تم إطلاق مشروع SPINNING في يناير 2022 ويهدف إلى تطوير عرض معالج كمومي في ألمانيا، بالإضافة إلى الأجهزة الطرفية اللازمة لتوصيل المعالج بأنظمة الكمبيوتر الكلاسيكية.
من المقرر أن يستمر المشروع لمدة ثلاث سنوات، وينوي العلماء تطوير ميزات الأجهزة المخطط لها بنجاح، وأوقات تشغيل أطول، ومعدلات أخطاء أصغر، فضلاً عن متطلبات التبريد المنخفضة.
سيكون المعالج الكمي المختلط قادرًا في البداية على الحساب بـ 10، ومن ثم يمكنه لاحقًا الحساب باستخدام 100 كيوبت وأكثر.
ونتيجة لذلك، ستكون قادرة على التنبؤ بنتائج التفاعلات الكيميائية الكمومية المعقدة.
تمتلك أجهزة الكمبيوتر الكمومية القدرة على حل المشكلات الحسابية التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية حلها إلا من خلال التبسيط أو التقريب أو في أوقات الحوسبة الطويلة جدًا.
تعتمد قوة الحوسبة على عنصر الأجهزة المركزي، وهو الكيوبت.
حاليًا، هناك طرق مختلفة للكيوبتات الحقيقية وأجهزة الكمبيوتر الكمومية، ولا يزال تطويرها في مرحلة تجريبية.
لذلك، فإن اكتشاف الأساليب المبتكرة للمعالجات الكمومية الهجينة المدمجة والقابلة للتطوير أمر بالغ الأهمية لتحقيق تطبيق موثوق لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.
يتوقع العلماء اتصالاً رائعًا وقابلية للتكوين باستخدام هذه التكنولوجيا
في إطار عمل SPINNING، يقوم شركاء المشروع باستكشاف وإظهار معالج كمي هجين قابل للتطوير وعالمي على حد سواء، استنادًا إلى الكيوبتات الدوارة في الماس. يتميز هذا بتصميم جديد متشابك ومختلط.
أوضح البروفيسور الدكتور روديجر كواي: “يتمثل أحد أهداف عملنا في ضمان التشغيل الموثوق به لمثل هذا الكمبيوتر الكمي المبتكر وإنشاء محيط لجعل قوة الحوسبة متاحة لمجموعة واسعة من المستخدمين، على سبيل المثال عبر الحوسبة السحابية”، منسق مشروع SPINNING، والمدير التنفيذي لـ Fraunhofer IAF.
في الدوائر الكمومية البسيطة، يتم استخدام الحجم الكمي لمقارنة أداء المنصات — ينتج عن عدد الكيوبتات ، ومعدل الخطأ، والاتصال بها.
الأخير عبارة عن معلمة رئيسية غالبًا ما يتم إهمالها، والتي تحدد عدد الكيوبتات المجاورة التي يمكن معالجتها مباشرةً وإمكانية اقتران الكيوبتات على مسافات كبيرة.
تعتبر SPINNING أيضًا هذه المعلمة وتوفر تصميمًا يتميز باتصال غير مسبوق وتكوينات مرنة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن المعالج الكمي قادر على العمل بمتطلبات تبريد منخفضة وبالتالي يمكن تنفيذه على مقربة من أنظمة الكمبيوتر الكلاسيكية.
من يشارك في هذا المشروع؟
يقود Fraunhofer IAF تكتل SPINNING المكون من ست جامعات ومؤسستين بحثيتين غير ربحيتين وخمس شركات صناعية (شركات صغيرة ومتوسطة وشركات متفرعة) و14 شريكًا مرتبطًا (10 منهم شركات).
جميع المشاركين نشيطون للغاية في مجال الأجهزة والبرامج الثابتة وتطوير البرمجيات قبل المنافسة، وهم على النحو التالي:
- معهد فراونهوفر لفيزياء الحالة الصلبة التطبيقية IAF (منسق)؛
- معهد فراونهوفر للأنظمة المتكاملة وتكنولوجيا الأجهزة IISB؛
- Forschungszentrum Jülich GmbH ؛
- معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT)؛
- جامعة كونستانس
- جامعة هايدلبرغ
- جامعة ميونيخ التقنية.
- جامعة أولم
- Diamond Materials GmbH ، Freiburg im Breisgau ؛
- NVision Imaging Technologies GmbH ، أولم ؛
- Qinu GmbH ، كارلسروه ؛
- جامعة شتوتغارت؛
- Quantum Brilliance GmbH، Stuttgart؛
- Swabian Instruments GmbH ، شتوتغارت ؛
- 14 شريكًا مرتبطًا من العلوم والصناعة؛ و
- تمول وزارة التعليم والبحث الفيدرالية الألمانية مشروع “SPINNING” ضمن التقنيات الكمية للبرنامج – من البحث الأساسي إلى السوق (رقم اتفاقية المنحة: 13N16209).
ما هو Fraunhofer IAF؟
معهد فراونهوفر لفيزياء الحالة الصلبة التطبيقية IAF هو أحد المؤسسات البحثية الرائدة في العالم في مجالات أشباه الموصلات III-V والماس الاصطناعي.
بناءً على هذه المواد، يطور Fraunhofer IAF مكونات لتقنيات موجهة نحو المستقبل، مثل الدوائر الإلكترونية لحلول الاتصالات والتنقل المبتكرة، وأنظمة الليزر للتحليل الطيفي في الوقت الفعلي، ومكونات الأجهزة الجديدة للحوسبة الكمومية وكذلك أجهزة الاستشعار الكمومية للتطبيقات الصناعية.
يغطي معهد أبحاث فرايبورغ ، من خلال البحث والتطوير، سلسلة القيمة بأكملها – بدءًا من أبحاث المواد والتصميم والمعالجة إلى الوحدات والأنظمة والمتظاهرين.
المصدر: innovationnewsnetwork
إقراء ايضا:
