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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.
Na quinta-feira, o computador quântico de armadilha de iões JION foi oficialmente posto em funcionamento no Centro de Investigação de Jülich. O primeiro-ministro da Renânia do Norte-Vestefália, Hendrik Wüst, classificou a instalação como um «marco tecnológico». O objetivo é disponibilizar à ciência e à indústria capacidade de computação que combine computadores clássicos de alto desempenho e computadores quânticos.
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.
O JION armazena informação em átomos de itérbio ionizados. Campos eletromagnéticos mantêm os átomos carregados no vácuo e controlam-nos durante os cálculos. Esta abordagem distingue-se dos sistemas supercondutores: o processador quântico não precisa de funcionar a temperaturas próximas do zero absoluto. Para o controlar, o JION utiliza a tecnologia MAGIC, desenvolvida em Siegen, na qual micro-ondas e diferenças geradas especificamente no campo magnético controlam qubits individuais e os ligam diretamente entre si.
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.
O acesso é feito através da JUNIQ, a infraestrutura modular de computação quântica do centro de investigação. Esta reúne diferentes sistemas quânticos e liga-os à infraestrutura de HPC do Centro de Supercomputação de Jülich, ou seja, a computadores clássicos de alto desempenho. Em tarefas selecionadas, estes computadores deverão poder transferir operações individuais para um sistema quântico. Entre as possíveis áreas de aplicação, Jülich aponta, nomeadamente, a otimização na logística, nos transportes e na engenharia de processos, além da física, química, biologia, medicina, investigação de materiais e aprendizagem automática.
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.
O JION está operacional, mas ainda não foi totalmente ampliado. Inicialmente, estarão disponíveis apenas alguns qubits; até meados de 2027, o número deverá subir para dez qubits. O fornecedor é a Eleqtron, de Siegen, uma empresa criada em 2020 a partir da Universidade de Siegen. Em 2024, a empresa já tinha fornecido ao Centro Aeroespacial Alemão, em Hamburgo, o demonstrador QSea, com dez qubits, em conjunto com parceiros.
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.
Enquanto o JION começa hoje ainda com poucos qubits, os próximos projetos têm como objetivo sistemas maiores: o SQALING deverá utilizar até cerca de 25 milhões de euros de fundos da UE, através do programa EFRE/JTF NRW, para desenvolver a tecnologia de armadilhas de iões em plataformas baseadas em chips; o JION+, com 40 qubits, está previsto para meados de 2028. Outros 35 milhões de euros de financiamento serão destinados ao Q-STAR.NRW, que tem como objetivo adquirir e integrar na JUNIQ um computador quântico semicondutor escalável; está previsto um sistema com até 200 qubits.