WAT na czele polskiego projektu kwantowego
Prace nad komputerem kwantowym w Polsce prowadzone są w ramach konsorcjum badawczego kierowanego przez Politechnikę Warszawską. W jego skład wchodzą również Wojskowa Akademia Techniczna, Wojskowy Instytut Techniki Uzbrojenia, Politechnika Śląska oraz Sonovera R&D. Zespół prof. Marka Życzkowskiego z WAT odpowiada za optoelektroniczne sterowanie pułapką jonową.
System optoelektroniczny, opracowany przez WAT, pozwolił na stabilizację kwantowego rejestru opartego na jonach wapnia. Testy przeprowadzone w laboratoriach CEZAMAT Politechniki Warszawskiej potwierdziły skuteczność działania tego rozwiązania w warunkach eksperymentalnych, jak podaje serwis naukawpolsce.pl.
– Komputery kwantowe oparte o technologie nadprzewodzące mają swoje ograniczenia – przede wszystkim mają bardzo krótki czas życia stanów kwantowych. Dlatego część świata naukowego próbuje znaleźć rozwiązanie tego problemu stosując pułapki jonowe. Jest to układ o wysokiej próżni, w którym znajduje się pułapka magnetyczna. W pewnym obszarze próżni wyłapuje ona jony i ustawia w charakterystycznym, liniowym, rozłożeniu. Decydującą rolę w przygotowaniu i dalszym operowaniu jonami odgrywa optoelektronika – tłumaczy prof. Marek Życzkowski z IOE WAT, cytowany przez serwis naukawpolsce.pl
Dlaczego pułapki jonowe?
Różne technologie są stosowane w komputerach kwantowych, jednak każda z nich ma swoje ograniczenia. Popularne komputery kwantowe oparte na nadprzewodnikach mają krótki czas życia stanów kwantowych, co utrudnia ich praktyczne zastosowanie. Alternatywą są pułapki jonowe, w których jony uwięzione w warunkach wysokiej próżni są sterowane za pomocą optoelektroniki.
Jak wyjaśnia prof. Życzkowski, precyzyjna kontrola przy użyciu specjalistycznych laserów jest kluczowa dla sterowania jonami i manipulowania ich stanami kwantowymi. Opracowanie takiego systemu w Polsce pozwala na rozwój kompetencji, których nie można po prostu kupić na rynku.
– Zdolności do organizacji komputerów kwantowych na pułapkach jonowych są niesprzedawalne. Można sobie kupić kompletne fragmenty rozwiązań, ale do pewnych etapów wiedzy i umiejętności, do których eksperci zagraniczni dochodzili przez ostatnie 20 lat, nie uzyska się dostępu. Tylko własną praktyką można wypracować to, że infrastruktura komputera kwantowego końcowo zadziała. Dlatego w Polsce budujemy od podstaw wszystko – od zestawienia elektroniki, za co odpowiada Politechnika Warszawska, doświadczona w ewaluacji takich układów na potrzeby laboratoriów światowych, po kwestie optoelektroniczne, za które odpowiada Wojskowa Akademia Techniczna – mówi optoelektronik, cytowany przez serwis naukawpolsce.pl.
Polska niezależność technologiczna?
Możliwość samodzielnego konstruowania komputerów kwantowych to strategiczny atut. Zagraniczne firmy oferują gotowe komponenty, ale pełna wiedza o ich działaniu pozostaje niedostępna. Prof. Życzkowski podkreśla, że zakupione systemy mogłyby działać jedynie do momentu pierwszych problemów wymagających serwisowania. Stąd istotne jest praktyczne doświadczenie w budowie i obsłudze takich układów.
Kolejne etapy projektu skupiają się na zastosowaniach wojskowych i naukowych. Komputery kwantowe mogą zrewolucjonizować kryptografię, symulacje chemiczne, czy modelowanie procesów biologicznych. W polskim projekcie istotnym elementem jest także rozwój oprogramowania, które musi być dostosowane do specyfiki konkretnego systemu kwantowego.
Optoelektronika w wydaniu WAT
W ramach projektu WAT opracował optyczne kubity w pułapce jonowej. Proces obejmował laserowe uwalnianie atomów wapnia, ich optyczną selekcję oraz fotojonizację. Następnie zastosowano metodę Dopplera do wstępnego chłodzenia jonów, a stan kwantowy kubitów był odczytywany przy użyciu specjalistycznych detektorów.
Testy przeprowadzone w CEZAMAT potwierdziły sprawność systemu, co oznacza, że Polska posiada już infrastrukturę zdolną do wykonywania obliczeń kwantowych. Kolejne wyzwania to rozwój algorytmów oraz przekształcenie projektu w pełnoprawny system użytkowy.
Przyszłość polskich badań kwantowych
Projekt budowy komputera kwantowego to nie tylko rozwój nowoczesnych technologii, ale także kształcenie kolejnych pokoleń specjalistów. Prof. Życzkowski podkreśla, że zdobyta wiedza będzie przekazywana następnym inżynierom i naukowcom, zapewniając dalszy rozwój kompetencji kwantowych w Polsce.
Obecnie polski komputer kwantowy nadal znajduje się na etapie badań, ale już teraz jego budowa potwierdza rosnący potencjał polskiej nauki i technologii.
Czytaj także:
Podaj adres e-mail, aby kontynuować czytanie
Zapisz się do naszego newslettera. Obiecujemy nie spamować! :)
Sprawdź skrzynkę e-mail i kliknij link potwierdzający, aby odblokować artykuł.
