Il Nuovo Computer Quantistico Tedesco Non Ha Bisogno Del Freddo Estremo

Atomi Di Itterbio Al Posto Del Freddo Estremo

Il Forschungszentrum Jülich e la start-up di Siegen eleQtron hanno acceso JION, un computer quantistico a ioni intrappolati, il 3 settembre all'interno del Jülich Supercomputing Centre. A differenza dei qubit superconduttori usati dalla maggior parte delle macchine quantistiche oggi in funzione, JION conserva i suoi qubit come atomi di itterbio ionizzati, controllati da microonde e gradienti di campo magnetico statici invece dei laser individuali usati dalla maggior parte dei sistemi a ioni intrappolati. eleQtron chiama questo approccio MAGIC, per accoppiamento indotto da gradiente magnetico. Il vantaggio pratico è che JION funziona quasi a temperatura ambiente invece del raffreddamento vicino allo zero assoluto richiesto dai processori superconduttori, eliminando un'intera categoria di costi ingegneristici e possibili guasti.

JION non è un pezzo da laboratorio per uso esclusivo di eleQtron. È collegato a JUNIQ, l'infrastruttura di accesso quantistico di Jülich, e connesso direttamente al cluster di calcolo ad alte prestazioni del centro, così che i ricercatori possano affidare parte di un calcolo al processore quantistico e il resto al supercalcolo convenzionale, all'interno dello stesso lavoro. La direttrice del Jülich Supercomputing Centre, Kristel Michielsen, ha detto che JUNIQ permette agli utenti di confrontare le prestazioni di più computer quantistici fianco a fianco, non solo di usare la macchina che capita di essere disponibile.

Uno Stato, Tre Scommesse Quantistiche Diverse

I soldi dietro JION non sono arrivati da Bruxelles. Il Ministero della Cultura e della Scienza della Renania Settentrionale-Vestfalia finanzia la partnership EPIQ tra Jülich ed eleQtron con circa 21 milioni di euro in quattro anni e mezzo, e JION è la prima macchina funzionante di quella partnership. EPIQ è solo una di tre linee di finanziamento NRW separate per hardware quantistico, e ognuna scommette su una fisica diversa.

SQALING finanzia di nuovo eleQtron, questa volta per ridurre l'hardware a ioni intrappolati su una piattaforma delle dimensioni di un chip per uso industriale. Q-STAR.NRW è un'acquisizione completamente separata: un computer quantistico a qubit di semiconduttore fino a 200 qubit, comprato da un altro fornitore e integrato in JUNIQ accanto a JION. Nessun altro sito quantistico europeo ha scelto tre tecnologie all'interno di una sola regione. Il fiore all'occhiello europeo di IBM a Ehningen, operativo dal 2021, è superconduttore, la stessa tecnologia dietro due delle quattro macchine che l'EuroHPC Joint Undertaking ha aperto quest'anno all'accesso pilota gratuito. La NRW non segue quel consenso: finanzia ioni intrappolati, ioni intrappolati su chip e qubit a semiconduttore contemporaneamente, tramite un'azienda abbastanza piccola perché 21 milioni di euro siano una quota reale del suo finanziamento, non un arrotondamento.

Perché Conta Più Della Fisica

Per un acquirente tecnologico europeo, il vero valore di JION non è l'affermazione che gli ioni intrappolati vinceranno la più ampia corsa quantistica. Persino le testate che hanno seguito il lancio hanno notato che l'annuncio non offre un calendario per dimostrare un vantaggio di JION sul calcolo classico, e l'amministratore delegato di eleQtron, Jan Henrik Leisse, ha descritto la fase successiva come la creazione delle condizioni per integrare il sistema in architetture ibride, non come una dimostrazione di supremazia. Il vero valore è l'opzionalità vicino a casa: JUNIQ permette ora agli utenti di Jülich di testare lo stesso carico di lavoro su hardware quantistico strutturalmente diverso, senza un processo di acquisizione separato né le norme di esportazione di un secondo paese per ognuno.

Questa opzionalità conta di più nei problemi di ottimizzazione a breve termine e nella scienza dei materiali, proprio dove la tecnologia di qubit tende a cambiare la risposta, e dove i sistemi a ioni intrappolati hanno tendenzialmente mantenuto la coerenza più a lungo con meno qubit rispetto ai processori superconduttori, più grandi e più rumorosi, su cui ha scommesso la maggior parte del settore. Il ministro presidente Hendrik Wüst ha definito la corsa alla leadership quantistica "ancora del tutto aperta sulla scena internazionale". JION, SQALING e Q-STAR.NRW sono la prova più chiara finora che uno stato tedesco lo prende alla lettera: invece di aspettare di vedere quale tecnologia di qubit vincerà, paga perché tre risposte diverse corrano insieme nello stesso laboratorio.

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