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Am Donnerstag ist am Forschungszentrum Jülich der Ionenfallen-Quantencomputer JION offiziell in Betrieb genommen worden. Nordrhein-Westfalens Ministerpräsident Hendrik Wüst nannte die Anlage einen „Meilenstein der Technik“. Sie soll Wissenschaft und Industrie mit Rechenleistung versorgen, die klassische Hochleistungsrechner und Quantencomputer verbindet.
Giovedì, al Centro di ricerca Jülich, è stato ufficialmente messo in funzione il computer quantistico a trappola ionica JION. Il ministro-presidente del Nord Reno-Vestfalia Hendrik Wüst ha definito l'impianto un «traguardo della tecnologia». Dovrebbe fornire a scienza e industria una potenza di calcolo che combina computer classici ad alte prestazioni e computer quantistici.
JION speichert Informationen in ionisierten Ytterbium-Atomen. Elektromagnetische Felder halten die geladenen Atome im Vakuum fest und steuern sie für die Berechnung. Das unterscheidet den Ansatz von supraleitenden Systemen: Der Quantenprozessor muss nicht bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt betrieben werden. Für die Steuerung nutzt JION die in Siegen entwickelte MAGIC-Technik, bei der Mikrowellen und gezielt erzeugte Unterschiede im Magnetfeld einzelne Qubits kontrollieren und direkt miteinander verbinden.
JION memorizza le informazioni in atomi di itterbio ionizzati. Campi elettromagnetici mantengono gli atomi carichi nel vuoto e li controllano per eseguire i calcoli. Questo approccio si differenzia dai sistemi superconduttivi: il processore quantistico non deve essere utilizzato a temperature vicine allo zero assoluto. Per il controllo, JION utilizza la tecnologia MAGIC sviluppata a Siegen, nella quale microonde e differenze del campo magnetico generate in modo mirato controllano i singoli qubit e li collegano direttamente tra loro.
Der Zugang läuft über JUNIQ, die modulare Quantencomputing-Infrastruktur des Forschungszentrums. Sie bündelt verschiedene Quantensysteme und verbindet sie mit der HPC-Infrastruktur des Jülich Supercomputing Centre, also mit klassischen Hochleistungsrechnern. Bei ausgewählten Aufgaben sollen diese Rechner einzelne Operationen an ein Quantensystem auslagern können. Als mögliche Einsatzfelder nennt Jülich unter anderem Optimierung in Logistik, Verkehr und Verfahrenstechnik sowie Physik, Chemie, Biologie, Medizin, Materialforschung und maschinelles Lernen.
L'accesso avviene tramite JUNIQ, l'infrastruttura modulare di quantum computing del Centro di ricerca. Questa riunisce diversi sistemi quantistici e li collega all'infrastruttura HPC del Jülich Supercomputing Centre, cioè ai computer classici ad alte prestazioni. Per determinati compiti, questi computer dovrebbero poter trasferire singole operazioni a un sistema quantistico. Tra i possibili campi di applicazione, Jülich cita, tra gli altri, l'ottimizzazione nella logistica, nei trasporti e nell'ingegneria di processo, oltre a fisica, chimica, biologia, medicina, ricerca sui materiali e machine learning.
JION ist betriebsbereit, aber noch nicht fertig ausgebaut. Zunächst stehen nur wenige Qubits zur Verfügung; bis Mitte 2027 soll die Zahl auf zehn Qubits steigen. Lieferant ist Eleqtron aus Siegen, eine 2020 erfolgte Ausgründung der Universität Siegen. Das Unternehmen hatte 2024 gemeinsam mit Partnern dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Hamburg bereits den Demonstrator QSea mit zehn Qubits geliefert.
JION è operativo, ma non è ancora completamente sviluppato. Inizialmente sono disponibili solo pochi qubit; entro metà 2027 il numero dovrebbe salire a dieci qubit. Il fornitore è Eleqtron, azienda di Siegen nata nel 2020 come spin-off dell'Università di Siegen. Nel 2024, insieme ai partner, l'azienda aveva già consegnato al Centro aerospaziale tedesco di Amburgo il dimostratore QSea con dieci qubit.
Während JION heute noch mit wenigen Qubits startet, zielen die nächsten Projekte auf größere Systeme: SQALING soll mit bis zu rund 25 Millionen Euro aus Mitteln der EU über das EFRE/JTF-Programm NRW die Ionenfallen-Technik zu chipbasierten Plattformen weiterentwickeln; für JION+ mit 40 Qubits ist Mitte 2028 vorgesehen. Weitere 35 Millionen Euro Förderung fließen in Q-STAR.NRW, das die Beschaffung und Integration eines skalierbaren Halbleiter-Quantencomputers in JUNIQ zum Ziel hat; geplant ist ein System mit bis zu 200 Qubits.
Mentre oggi JION parte ancora con pochi qubit, i prossimi progetti puntano a sistemi più grandi: con fondi dell'UE nell'ambito del programma EFRE/JTF NRW, SQALING dovrebbe sviluppare ulteriormente la tecnologia delle trappole ioniche verso piattaforme basate su chip, con un finanziamento fino a circa 25 milioni di euro; JION+ con 40 qubit è previsto per metà 2028. Altri 35 milioni di euro di finanziamenti confluiranno in Q-STAR.NRW, che mira all'acquisto e all'integrazione in JUNIQ di un computer quantistico a semiconduttori scalabile; è previsto un sistema con fino a 200 qubit.