Τα δομικά στοιχεία για το κβαντικό διαδίκτυο έρχονται στο προσκήνιο;

Τα δομικά στοιχεία του κβαντικού διαδικτύου εμφανίζονται

Η κβαντική υπολογιστική σημειώνει μεγάλη πρόοδο σε διάφορες υποκατηγορίες της τεχνολογίας, από την αύξηση του αριθμού των qubit μέχρι καλύτερες δυνατότητες ανάπτυξης κβαντικών δικτύων, ενός εντελώς νέου καταστάσεων της ύλης, ενός λειτουργικού συστήματος για κβαντικά δίκτυα, και ακόμη εύρεσης των πρώτων περιπτώσεων χρήσης στην εκπαίδευση AI.

Ένας άλλος τομέας που απαιτεί προσοχή είναι η ανάπτυξη πηγών κβαντικού φωτός. Πρόκειται για τύπο φωτός που εκπέμπεται με τρόπο που παράγει ένα ζευγάρι διεσπαρμένων φωτονίων, και μόνο αυτό. Τα διεσπαρμένα σωματίδια παραμένουν αλληλεπιδραστικά μεταξύ τους ακόμη και όταν διαχωρίζονται, με αποτέλεσμα τη μεταφορά κβαντικών ιδιοτήτων.

Αυτή η διεσπαρμένη κατάσταση θα είναι κρίσιμη για τη σύνδεση κβαντικών υπολογιστών, καθώς μόνο μια πηγή κβαντικού φωτός μπορεί να μεταφέρει κβαντικά δεδομένα από έναν υπολογιστή στον άλλο.

Μέχρι τώρα, η δημιουργία αξιόπιστων πηγών κβαντικού φωτός ήταν δύσκολη. Μία επιλογή θα μπορούσε να είναι η δημιουργία μη γραμμικής οπτικής, με υψηλής απόδοσης μη-γραμμική οπτική πρόσφατα αναπτυγμένη από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ιλινόις.

Μια άλλη επιλογή είναι να βασιστούμε σε ημιαγωγό γαλλίου νιτρικού, που ήδη χρησιμοποιείται σε τσιπ και λέιζερ, αν και αυτό είναι ακόμη υπό ανάπτυξη.

Μια νέα ελπιδοφόρα επιλογή ανοίγει τώρα, χρησιμοποιώντας το σπάνιο γήινιο στοιχείο ερβίου, με  EQUAL πρωτοβουλία (Πηγές κβαντικού φωτός σε πυρίτιο βασισμένες σε ερβίο) που αναπτύχθηκε από μια γερμανική-δανική συνεργασία που περιλαμβάνει το Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) και το Τεχνικό Πανεπιστήμιο Δανίας (DTU).

Γιατί το Ερβίο είναι Σημαντικό για το Κβαντικό Δίκτυο

Το ερβίο είναι ένα σπάνιο γήινιο στοιχείο (ατομικός αριθμός 68), που χρησιμοποιείται κυρίως για τις φθορίζουσες ιδιότητές του.

Τροποποιημένα γυαλιά ή κρύσταλλοι ερβίου χρησιμοποιούνται ως laser optical amplifier για σήματα που μεταδίδονται μέσω οπτικών ινών. Είναι επίσης χρήσιμο σε λέιζερ που χρησιμοποιούνται στη χειρουργική και στην οδοντιατρική (Er:YAG laser), καθώς δημιουργεί ισχυρή αλλά πολύ επιφανειακή εφαρμογή ενέργειας λέιζερ.

Το ερβίο παράγεται κυρίως από ορυκτό πλούσιο σε σπάνια γαία, συχνά συνδεδεμένο με κοιτάσματα θόριο.

Παρόλο που η ικανότητα του ερβίου να εκπέμπει φως θα έπρεπε να το κάνει ιδανική πηγή φωτός για κβαντικές εφαρμογές, μέχρι τώρα δεν ήταν πραγματικά εφικτό, καθώς το ερβίο δεν αντιδρά αρκετά έντονα σε διέγερση από φως. Έτσι, στις μορφές που παράγεται σήμερα, θα χάνονταν πολλά κβαντικά δεδομένα μεταξύ της πηγής φωτός και των κβαντικών τσιπ και μνήμης.

“Ένας από τους πιο δύσκολους στόχους είναι η ενσωμάτωση πηγών κβαντικού φωτός με κβαντικές μνήμες. Αυτό φαινόταν μη ρεαλιστικό πριν λίγα χρόνια, αλλά τώρα βλέπουμε μια διαδρομή προς τα εμπρός.”

Søren Stobbe – Professor at the Technical University of Denmark (DTU)

Πώς η Νανοφωτονική Απελευθερώνει το Κβαντικό Δυναμικό του Ερβίου

Αυτή είναι η περιοχή όπου η έρευνα στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο Δανίας έκανε μια σημαντική πρόοδο. Ανέπτυξαν μια νέα τεχνολογία νανοφωτονικής που μπορεί να κάνει το ερβίο πολύ πιο αντιδραστικό στο φως.

Η μέθοδος ενώνει εκπομπούς φωτός ερβίου με εμπορικά κατασκευασμένες νανοφωτονικές συσκευές πυριτίου.

Πηγή: HZDR

Αυτό άνοιξε το δρόμο για μακροχρόνιες κβαντικές μνήμες που μπορούν να κατασκευαστούν σε κλίμακα wafer χρησιμοποιώντας τεχνολογία CMOS.

Σκοπεύουμε να χρησιμοποιήσουμε προηγμένες τεχνικές ιόντων για να ενσωματώσουμε άτομα ερβίου σε μικρές δομές πυριτίου και να μελετήσουμε πώς η χρήση υπερ-καθαρτού πυριτίου μπορεί να βελτιώσει την απόδοσή τους.”

Dr. Yonder Berencén – Professor Institute of Ion Beam Physics and Materials Research at HZDR.

Αυτά τα κβαντικά συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μια ποικιλία εφαρμογών εκτός του κβαντικού δικτύου και των τηλεπικοινωνιών, ιδιαίτερα ενσωματωμένη φωτονική με εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, και νέες μεθόδους νανοκατασκευής.

Η τεχνολογική όραση βασίζεται στη συνδυαστική χρήση νανοφωτονικών τσιπ από το DTU με μοναδικές τεχνολογίες σε υλικά, νανοηλεκτρομηχανική, νανολιθογραφία και κβαντικά συστήματα. Υπάρχουν σήμερα πολλοί διαφορετικοί τύποι πηγών κβαντικού φωτός, αλλά είτε δεν λειτουργούν με κβαντικές μνήμες, είτε είναι ασύμβατες με οπτικές ίνες.

Søren Stobbe – Professor at the Technical University of Denmark (DTU)

Πρακτικές Εφαρμογές του Κβαντικού Φωτός Βασισμένου σε Ερβίο

Οι πιο σημαντικές εφαρμογές αυτών των έργων θα είναι στη σύνδεση κβαντικών υπολογιστών, καθώς η χρήση ερβίου το καθιστά συμβατό με τα ίδια μήκη κύματος φωτός που χρησιμοποιούνται στην οπτική επικοινωνία μέσω ινών.

Καθώς ένα κανονικό δίκτυο οπτικών ινών δειγματοποιήθηκε πρόσφατα ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά κβαντικών πληροφοριών ταυτόχρονα με τη ροή κανονικών τηλεπικοινωνιακών δεδομένων, η δυνατότητα χρήσης της υπάρχουσας υποδομής οπτικών ινών θα είναι σημαντική για την οικονομική βιωσιμότητα του κβαντικού δικτύου.

Αυτή η έρευνα θα θέσει τα θεμέλια για την κατασκευή κβαντικών συσκευών που μπορούν να ενσωματωθούν στην τεχνολογία του σήμερα.”

Dr. Yonder Berencén – Professor Institute of Ion Beam Physics and Materials Research at HZDR.

Αυτή η έρευνα πραγματοποιήθηκε με την υποστήριξη και τον εξοπλισμό που παρείχαν οι Beamfox Technologies ApS (νανοτεχνολογία) και οι Lizard Photonics ApS (ενσωματωμένη φωτονική).

Επένδυση στην Κβαντική Υπολογιστική

Honeywell / Quantinuum

Η Quantinuum είναι το αποτέλεσμα της συγχώνευσης των Honeywell Quantum Solutions και Cambridge Quantum.

Η Honeywell παραμένει ο κύριος μέτοχος της εταιρείας (πιθανώς 52% ιδιοκτησία) μετά από γύρο χρηματοδότησης που την αποτίμησε στα 5 δισεκατομμύρια δολάρια. Ο ιδρυτής Ilyas Khan αναφέρεται ότι κατέχει περίπου το 20% της εταιρείας. Άλλοι μέτοχοι περιλαμβάνουν τις JSR Corporation, Mitsui, Amgen (AMGN ), IBM και JP Morgan.

Μια πιθανή IPO της Quantinuum στο μέλλον, πιθανώς ως μέρος μιας μεγαλύτερης εταιρικής αναδιάρθρωσης, εκτιμάται ότι μπορεί να αξίζει έως και 20 δισεκατομμύρια δολάρια και ενδέχεται να πραγματοποιηθεί μεταξύ 2026 και 2027.

Η κβαντική υπολογιστική δεν αποτελεί το κεντρικό μέρος της επιχείρησης της Honeywell, η οποία εστιάζει περισσότερο σε προϊόντα αεροδιαστημικής, αυτοματισμού και ειδικών χημικών & υλικών.

Κάθε ένας από αυτούς τους τομείς θα μπορούσε, ωστόσο, να ωφεληθεί από την κβαντική υπολογιστική, ειδικά υπολογιστική χημεία, και κβαντική κυβερνοασφάλεια, ενδεχομένως δίνοντας στην Honeywell πλεονέκτημα έναντι των ανταγωνιστών της.

Το κύριο μοντέλο της εταιρείας προς το παρόν είναι το H2, ένα τσιπ παγιδευμένων ιόντων με 56 qubits, με πιστότητα πύλης δύο qubits 99,895%.

Η εταιρεία έχει επιδιώξει υπολογισμούς υψηλής ποιότητας με πολύ μικρό σφάλμα, περισσότερο από το να προσθέτει όσο το δυνατόν περισσότερα qubits, δημιουργώντας ένα λεγόμενο “fault-tolerant quantum computing”.

Αυτή η προσέγγιση χαρακτηρίζεται από την εταιρεία ως “Καλύτερα qubits, καλύτερα αποτελέσματα”, με παρόμοιο αριθμό qubits να επιτυγχάνει 100-1.000 φορές πιο αξιόπιστα αποτελέσματα.

Πηγή: Quantinuum

Αυτό θα μπορούσε ιδιαίτερα να κάνει διαφορά στην επείγουσα ανάγκη για κβαντικά ανθεκτική κρυπτογραφία, με την αμυντική εταιρεία Thales (HO.PA -0.96%) ήδη συνεργαζόμενη με Quantinuum καθώς και τις διεθνείς τράπεζες HSBC και JP Morgan.

Η Quantinuum προσφέρει επίσης την ιδιόκτητη κβαντική υπολογιστική χημεία InQuanto, χρήσιμη για φαρμακευτική, επιστήμες υλικών, χημικά, ενέργεια και εφαρμογές αεροδιαστημικής.

Όπως πολλές άλλες εταιρείες κβαντικής υπολογιστικής, η Quantinuum προσφέρει το Helios, μια “hardware-as-a-service”, επιτρέποντας στους χρήστες να επωφεληθούν από την κβαντική υπολογιστική χωρίς να χρειάζεται να διαχειρίζονται την πολυπλοκότητα της λειτουργίας του συστήματος.

Η Quantinuum υπέγραψε τον Νοέμβριο του 2024 μια συνεργασία με τη γερμανική Infineon, τον μεγαλύτερο κατασκευαστή ημιαγωγών στην Ευρώπη. Η Infineon θα φέρει την ενσωματωμένη φωτονική και την τεχνολογία ελέγχου ηλεκτρονικών για να βοηθήσει στη δημιουργία της επόμενης γενιάς κβαντικών υπολογιστών παγιδευμένων ιόντων.

Καθώς η ενσωματωμένη φωτονική και τα κβαντικά δίκτυα πλησιάζουν τις πρακτικές περιπτώσεις χρήσης, γίνεται πλέον σαφές πόσο σημαντική μπορεί να είναι αυτή η συνεργασία για το μέλλον της Quantinuum.

Σε αυτό το σημείο, φαίνεται ότι το επόμενο βήμα για την εταιρεία θα είναι να κυκλοφορήσει το πρώτο στον κόσμο AI-προσανατολισμένο chip φωτονικής-κβαντικής.

Τους επόμενους μήνες, η Quantinuum θα μοιραστεί αποτελέσματα από τις τρέχουσες συνεργασίες, παρουσιάζοντας το πρωτοποριακό δυναμικό των κβαντικών προόδων στην Γενετική AI.

Η καινοτόμος δυνατότητα Gen QAI θα ενισχύσει και θα επιταχύνει τη χρήση των Μεταλλικών Οργανικών Πλαισίων για την παράδοση φαρμάκων, ανοίγοντας το δρόμο για πιο αποδοτικές και εξατομικευμένες επιλογές θεραπείας, με λεπτομέρειες που θα αποκαλυφθούν κατά την έναρξη του Helios.

Η ανακοίνωση σε αυτήν την έκδοση αποτελεί μέρος μιας σειράς ειδήσεων σχετικών με την ταχεία πρόοδο της σύνδεσης AI-κβαντικής υπολογιστικής που πραγματοποιήθηκε στη Quantinuum.

Περισσότερες τρέχουσες περιπτώσεις χρήσης θα μπορούσαν να ενισχύσουν σημαντικά την μελλοντική αξία της εταιρείας, και έτσι, το stack της Honeywell σε αυτήν και το πιθανό κέρδος που θα μπορούσαν να αποκομίσουν οι επενδυτές.

Τελευταία Νέα και Εξελίξεις για τις Μετοχές της Honeywell (HON)