Hedef açık: Almanya ve Avrupa’da kuantum bilgisayarların geliştirilmesi. Araştırma merkezleri ve üniversiteler, sanayi şirketleri ve start-up’lar bunun üzerinde çalışıyor. Odak noktaları farklıdır: bazıları donanıma veya yazılıma odaklanır, diğerleri daha çok temellere veya uygulamaya odaklanır. İşbirlikleri zaten var. İlgili herkesin ağını daha da güçlendirmek için, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) Kuantum Hesaplama Değişim Forumu’nu başlattı.
“Kuantum bilgi işlem teknolojisi, endüstrimizin, ekonomimizin ve toplumumuzun sayısız alanına büyük faydalar sağlamayı vaat ediyor. DLR Yönetim Kurulu Başkanı Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, faaliyetleri koordine edecek ve aynı zamanda fikir alışverişinde bulunacağız” dedi. “Kuantum hesaplama gibi bu kadar büyük ve yıkıcı bir konuyla ilgili olarak, uzman ve kurumsal sınırlar ötesinde bilgiyi bir araya getirmek kesinlikle gereklidir. Endüstri ve bilimin yanı sıra araştırma ve yetkililerden ortaklarımızla birlikte potansiyeli artırabilir, geliştirebilir ve geliştirebiliriz. Bu şekilde, temelden endüstriyel bir kuantum ekosistemine geçişe birlikte katkıda bulunuyoruz.”
İlk sanal toplantı için araştırma toplulukları, üniversiteler, start-up’lar, bakanlıklar, yetkililer ve derneklerden 100’den fazla katılımcı arandı. Jülich Araştırma Merkezi, Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü ve DLR Yazılım Teknolojisi Enstitüsü’nün yanı sıra Fraunhofer Uygulamalı Katı Hal Fiziği Enstitüsü ve IBM de güncel gelişmeleri ve geleceğe yönelik projeleri sundu. DLR ayrıca Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı (BMWi) tarafından finanse edilen kuantum hesaplama girişimini de sundu.
Qubit’ler için farklı konseptler
Dersler, sorular ve müteakip tartışmalar, diğer şeylerin yanı sıra, araştırma sonuçlarının endüstriye aktarılmasıyla ilgiliydi. Diğer odak noktaları: Kuantum bilgisayarları geleneksel bilgisayarlarla birleştiren hibrit sistemler hangi olanakları sunuyor? Olabildiğince hatasız olan kuantum bilgisayarlar nasıl gerçekleştirilebilir? Qubit’ler nasıl oluşturulur? Tüm kuantum bilgisayarlar, kuantum fiziği yasalarına uyan kübitlerle çalışır. Geleneksel bilgisayarların bitleri yalnızca 0 ve 1 durumlarını bilir. Qubit’ler ise sonsuz sayıda ara değer alır. Kuantum bilgisayarları bu kadar güçlü yapan bu özel bellek bileşenlerinin üretimi için farklı konseptler var. İyon tuzaklarını, süper iletken sistemleri ve yarı iletkenleri içerir. Bununla birlikte, Majorana kübitleri gibi pratikte hayata geçirilmesi henüz beklemede olan varyantlar da araştırma konusu.
Kuantum bilgisayarlar tamamen yeni bir tür yazılım gerektirir. Bu, yalnızca donanım uzmanlarıyla yakın işbirliği içinde tasarlanabilir. Bu donanım-yazılım ortak tasarımı ilkesi, değişim forumunda da bir konuydu. Bazı araştırmacılar, 1980’lerde klasik süper bilgisayarların gelişimini hatırladılar. O zaman bile, birkaç zorluk aynı anda çözüldü. Süper bilgisayarlar (HPC, High Performance Computing) artık karmaşık kuantum sistemlerini simüle etmeye ve test etmeye yardımcı oluyor. Ancak, sınırlara karşı gelirler.
Endüstri, ekonomi ve toplum için yüksek fayda
Kuantum bilgisayarlar, örneğin trafiği veya lojistiği optimize edecek, yeni malzeme yapılarını simüle edecek veya makine öğrenimini geliştirecektir. Ayrıca siber güvenlik ve iletişimde yeni uygulamalara olanak sağlarlar. Kuantum hesaplama için değişim forumu gelecekte her yıl gerçekleşecek.
DLR Kuantum Hesaplama Girişimi
DLR girişimi, prototip kuantum bilgisayar varyantları ve bileşenlerini oluşturmayı amaçlıyor. Dört yıl içinde bilimsel, ekonomik ve güvenlikle ilgili konularda olası uygulamaları geliştirir. DLR, iş ortaklarıyla birlikte bir endüstriyel temel oluşturuyor ve Hamburg ve Ulm’de iki inovasyon merkezi kuruyor. Ortaklar genellikle tamamen finanse edilen görevler aracılığıyla dahil olurlar. BMWi, önümüzdeki birkaç yıl içinde DLR’ye 740 milyon Euro sağlayacak. BMWi ve Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (Haberler), kuantum teknolojilerini toplamda yaklaşık iki milyar avro ile finanse ediyor.
Kuantum teknolojilerinde uzmanlaşmış iki yeni enstitü
DLR’deki Yazılım Teknolojisi Enstitüsü, 2014 yılında erken bir kuantum bilgisayarla ilk deneyleri gerçekleştirdi. O zaman bile, araştırma kurumları ve endüstri ile yakın işbirliği vardı. DLR kısa bir süre önce Ulm’de Kuantum Teknolojileri Enstitüsü’nü ve Hannover’de Uydu Jeodezisi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nü açtı. Her ikisi de kuantum etkileri konusunda uzmanlaşmıştır. Diğer enstitüler dahil: Havacılık, uzay yolculuğu, enerji, ulaşım, güvenlik ve dijitalleşme alanlarındaki kendi araştırmalarımız nedeniyle kuantum bilgisayarların kullanımına büyük ihtiyaç var. DLR şu anda, örneğin Stuttgart yakınlarındaki Fraunhofer Yetkinlik Merkezinde, pillerdeki atomik süreçleri simüle etmek için IBM Q System One kuantum bilgisayarı ile çalışıyor.
“Kuantum bilgi işlem teknolojisi, endüstrimizin, ekonomimizin ve toplumumuzun sayısız alanına büyük faydalar sağlamayı vaat ediyor. DLR Yönetim Kurulu Başkanı Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, faaliyetleri koordine edecek ve aynı zamanda fikir alışverişinde bulunacağız” dedi. “Kuantum hesaplama gibi bu kadar büyük ve yıkıcı bir konuyla ilgili olarak, uzman ve kurumsal sınırlar ötesinde bilgiyi bir araya getirmek kesinlikle gereklidir. Endüstri ve bilimin yanı sıra araştırma ve yetkililerden ortaklarımızla birlikte potansiyeli artırabilir, geliştirebilir ve geliştirebiliriz. Bu şekilde, temelden endüstriyel bir kuantum ekosistemine geçişe birlikte katkıda bulunuyoruz.”
İlk sanal toplantı için araştırma toplulukları, üniversiteler, start-up’lar, bakanlıklar, yetkililer ve derneklerden 100’den fazla katılımcı arandı. Jülich Araştırma Merkezi, Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü ve DLR Yazılım Teknolojisi Enstitüsü’nün yanı sıra Fraunhofer Uygulamalı Katı Hal Fiziği Enstitüsü ve IBM de güncel gelişmeleri ve geleceğe yönelik projeleri sundu. DLR ayrıca Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı (BMWi) tarafından finanse edilen kuantum hesaplama girişimini de sundu.
Qubit’ler için farklı konseptler
Dersler, sorular ve müteakip tartışmalar, diğer şeylerin yanı sıra, araştırma sonuçlarının endüstriye aktarılmasıyla ilgiliydi. Diğer odak noktaları: Kuantum bilgisayarları geleneksel bilgisayarlarla birleştiren hibrit sistemler hangi olanakları sunuyor? Olabildiğince hatasız olan kuantum bilgisayarlar nasıl gerçekleştirilebilir? Qubit’ler nasıl oluşturulur? Tüm kuantum bilgisayarlar, kuantum fiziği yasalarına uyan kübitlerle çalışır. Geleneksel bilgisayarların bitleri yalnızca 0 ve 1 durumlarını bilir. Qubit’ler ise sonsuz sayıda ara değer alır. Kuantum bilgisayarları bu kadar güçlü yapan bu özel bellek bileşenlerinin üretimi için farklı konseptler var. İyon tuzaklarını, süper iletken sistemleri ve yarı iletkenleri içerir. Bununla birlikte, Majorana kübitleri gibi pratikte hayata geçirilmesi henüz beklemede olan varyantlar da araştırma konusu.
Kuantum bilgisayarlar tamamen yeni bir tür yazılım gerektirir. Bu, yalnızca donanım uzmanlarıyla yakın işbirliği içinde tasarlanabilir. Bu donanım-yazılım ortak tasarımı ilkesi, değişim forumunda da bir konuydu. Bazı araştırmacılar, 1980’lerde klasik süper bilgisayarların gelişimini hatırladılar. O zaman bile, birkaç zorluk aynı anda çözüldü. Süper bilgisayarlar (HPC, High Performance Computing) artık karmaşık kuantum sistemlerini simüle etmeye ve test etmeye yardımcı oluyor. Ancak, sınırlara karşı gelirler.
Endüstri, ekonomi ve toplum için yüksek fayda
Kuantum bilgisayarlar, örneğin trafiği veya lojistiği optimize edecek, yeni malzeme yapılarını simüle edecek veya makine öğrenimini geliştirecektir. Ayrıca siber güvenlik ve iletişimde yeni uygulamalara olanak sağlarlar. Kuantum hesaplama için değişim forumu gelecekte her yıl gerçekleşecek.
DLR Kuantum Hesaplama Girişimi
DLR girişimi, prototip kuantum bilgisayar varyantları ve bileşenlerini oluşturmayı amaçlıyor. Dört yıl içinde bilimsel, ekonomik ve güvenlikle ilgili konularda olası uygulamaları geliştirir. DLR, iş ortaklarıyla birlikte bir endüstriyel temel oluşturuyor ve Hamburg ve Ulm’de iki inovasyon merkezi kuruyor. Ortaklar genellikle tamamen finanse edilen görevler aracılığıyla dahil olurlar. BMWi, önümüzdeki birkaç yıl içinde DLR’ye 740 milyon Euro sağlayacak. BMWi ve Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (Haberler), kuantum teknolojilerini toplamda yaklaşık iki milyar avro ile finanse ediyor.
Kuantum teknolojilerinde uzmanlaşmış iki yeni enstitü
DLR’deki Yazılım Teknolojisi Enstitüsü, 2014 yılında erken bir kuantum bilgisayarla ilk deneyleri gerçekleştirdi. O zaman bile, araştırma kurumları ve endüstri ile yakın işbirliği vardı. DLR kısa bir süre önce Ulm’de Kuantum Teknolojileri Enstitüsü’nü ve Hannover’de Uydu Jeodezisi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nü açtı. Her ikisi de kuantum etkileri konusunda uzmanlaşmıştır. Diğer enstitüler dahil: Havacılık, uzay yolculuğu, enerji, ulaşım, güvenlik ve dijitalleşme alanlarındaki kendi araştırmalarımız nedeniyle kuantum bilgisayarların kullanımına büyük ihtiyaç var. DLR şu anda, örneğin Stuttgart yakınlarındaki Fraunhofer Yetkinlik Merkezinde, pillerdeki atomik süreçleri simüle etmek için IBM Q System One kuantum bilgisayarı ile çalışıyor.