Symulacje kwantowe, dotychczas zarezerwowane dla potężnych systemów obliczeniowych w specjalistycznych laboratoriach, mogą wkrótce trafić na zwykłe komputery stacjonarne. Wszystko za sprawą przełomowego projektu EPIQUS, finansowanego ze środków Unii Europejskiej, który zrewolucjonizował podejście do symulacji kwantowych, czyniąc je bardziej dostępnymi i skalowalnymi.
Zespół projektu EPIQUS opracował kompaktową, opartą na krzemie platformę symulatora kwantowego, działającą w temperaturze pokojowej. To znaczące odejście od tradycyjnych rozwiązań, które wymagają skrajnie niskich temperatur i kosztownej infrastruktury. Kluczem do sukcesu okazała się integracja dojrzałej technologii mikroelektroniki krzemowej z fotonicznymi układami funkcjonalnymi z azotku krzemu.
Dzięki temu możliwe było stworzenie platformy zawierającej zintegrowane detektory pojedynczych fotonów (Si SPAD), które działają bez potrzeby chłodzenia, co znacząco upraszcza użytkowanie i redukuje koszty.
Z myślą o praktycznym zastosowaniu, EPIQUS zapewnił również łatwy dostęp do swojego symulatora. Za pomocą interfejsu internetowego badacze mogą zdalnie konfigurować i uruchamiać eksperymenty kwantowe. Ta funkcjonalność otwiera drogę do szerokiego wykorzystania symulatora nie tylko w badaniach naukowych, ale również w telekomunikacji, biofotonice czy analizach przemysłowych.
Zintegrowane układy fotoniczne wykonane z azotku krzemu (SiN), przezroczystego w szerokim zakresie długości fal, współpracują z detektorami krzemowymi w sposób zoptymalizowany pod kątem pracy w temperaturze pokojowej. Oznacza to możliwość zastosowania platformy w różnych dziedzinach, w tym tych operujących w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni.
Jednym z największych osiągnięć projektu jest demonstracja możliwości produkcyjnych w skali wafla i zgodności z istniejącymi procesami CMOS. To oznacza, że technologia opracowana przez EPIQUS może być bez większych trudności przeniesiona do przemysłu, co daje Europie silną pozycję w wyścigu o dominację w dziedzinie technologii kwantowych.
Prototyp symulatora EPIQUS stworzony w formie pojedynczego chipa to nie tylko dowód technologicznego kunsztu, ale także krok ku popularyzacji wiedzy kwantowej. Jak podkreśla koordynator projektu, Mher Ghulinyan, nowa platforma umożliwi studentom i naukowcom eksperymentowanie z koncepcjami kwantowymi na standardowych komputerach, co wcześniej było poza ich zasięgiem.
Rezultaty projektu EPIQUS mają potencjał realnego wpływu na wiele sektorów — od farmacji po finanse. Symulacje kwantowe mogą wspierać opracowywanie nowych leków czy dokładniejsze prognozowanie rynków. Dzięki kompaktowej, energooszczędnej technologii, projekt wypełnił lukę pomiędzy badaniami naukowymi a potrzebami przemysłu.
EPIQUS wyznacza nowy standard dla dostępności narzędzi kwantowych i toruje drogę do szerokiego wdrożenia innowacji w codziennych zastosowaniach.
Na podstawie: https://cordis.europa.eu
poleca:
