Bouwstenen voor quantuminternet in beeld?

De bouwstenen van het quantuminternet komen naar voren

Quantum computing boekt grote vooruitgang op verschillende deelgebieden van de technologie, van een groter aantal qubits tot betere mogelijkheden voor het ontwikkelen van kwantumnetwerken, een geheel nieuwe toestand van materieeen besturingssysteem voor kwantumnetwerkeninvestering veilig is en u uw kans vergroot op  het vinden van de eerste use cases in AI-training.

Een ander gebied dat aandacht vereist, is de ontwikkeling van kwantumlichtbronnen. Dit is het type licht dat wordt uitgezonden op een manier die resulteert in de productie van een verstrengeld fotonenpaar, en niets meer dan dat. Verstrengelde deeltjes blijven met elkaar interacteren, zelfs wanneer ze gescheiden zijn, wat resulteert in de overdracht van kwantumeigenschappen.

Deze verstrengeling is van cruciaal belang voor het netwerken van quantumcomputers, aangezien alleen een quantumlichtbron quantumdata van de ene computer naar de andere kan overbrengen.

Tot nu toe waren betrouwbare kwantumlichtbronnen moeilijk te creëren. Een optie zou de ontwikkeling van niet-lineaire optica kunnen zijn, met niet-lineaire optica met hoge opbrengst, onlangs ontwikkeld door onderzoekers aan de Universiteit van Illinois.

Een andere optie is op vertrouwen halfgeleider galliumnitride, dat al wordt gebruikt op chips en lasers, hoewel dit nog in ontwikkeling is.

Er opent zich nu een nieuwe veelbelovende optie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het zeldzame aardelement erbium, met de GELIJK initiatief (Erbium-gebaseerde silicium kwantumlichtbronnen) ontwikkeld door een Duits-Deense samenwerking waarbij de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) en Technische Universiteit van Denemarken (DTU).

Waarom Erbium belangrijk is voor kwantumnetwerken

Erbium is een zeldzaam aarde-element (atoomnummer 68) dat vooral wordt gebruikt vanwege zijn fluorescerende eigenschappen.

Gemodificeerde erbiumglazen of -kristallen worden gebruikt als laser optische versterker Voor signalen die via glasvezel worden verzonden. Het is ook bruikbaar in lasers die worden gebruikt in de chirurgie en tandheelkunde (Er:YAG-laser), omdat het een krachtige maar zeer oppervlakkige toepassing van laserenergie creëert.

Erbium wordt voornamelijk geproduceerd uit ertsen die rijk zijn aan zeldzame aardmetalen, vaak in combinatie met afzettingen die rijk zijn aan thorium.

Hoewel erbiums vermogen om licht uit te zenden het een ideale lichtbron zou moeten maken voor kwantumtoepassingen, is dit tot nu toe niet echt mogelijk gebleken, omdat erbium niet sterk genoeg reageert op lichtstimulatie. In de vormen waarin het nu wordt geproduceerd, zou er dus te veel kwantuminformatie verloren gaan tussen de lichtbron en de kwantumchips en het geheugen.

Een van de moeilijkste doelen is het integreren van kwantumlichtbronnen met kwantumgeheugens. Dit leek een paar jaar geleden nog onrealistisch, maar nu zien we een weg vooruit.

Søren Stobbe – Professor aan de Technische Universiteit van Denemarken (DTU)

Hoe nanofotonica het kwantumpotentieel van erbium ontsluit

Hier heeft het onderzoek aan de Technische Universiteit van Denemarken een doorbraak bereikt: ze ontwikkelden een nieuwe nanofotonische technologie die erbium veel reactiever kan maken op licht.

De methode combineert erbiumlichtstralers met commercieel vervaardigde nanofotonische silicium-apparaten.

Bron: HZDR

Dit opende de weg voor langdurige kwantumgeheugens die op waferschaal kunnen worden vervaardigd met behulp van CMOS-technologie.

"We zijn van plan om geavanceerde ionenbundeltechnieken te gebruiken om erbiumatomen in kleine siliciumstructuren te implanteren en te onderzoeken hoe het gebruik van ultrazuiver silicium hun prestaties kan verbeteren."

Dr. Yonder Berencén – Professor Instituut voor Ionenbundelfysica en Materiaalonderzoek aan het HZDR.

Deze kwantumsystemen kunnen worden gebruikt voor uiteenlopende toepassingen naast kwantumnetwerken en telecommunicatie, met name geïntegreerde fotonica met een extreem laag energieverbruik en nieuwe nanofabricatiemethoden.

De technologische visie is gebaseerd op de combinatie van nanofotonische chips van DTU met unieke technologieën op het gebied van materialen, nano-elektromechanica, nanolithografie en kwantumsystemen. Er bestaan ​​tegenwoordig veel verschillende soorten kwantumlichtbronnen, maar deze werken ofwel niet met kwantumgeheugens, ofwel zijn ze niet compatibel met optische vezels.

Søren Stobbe – Professor aan de Technische Universiteit van Denemarken (DTU)

Toepassingen in de praktijk van erbiumgebaseerd kwantumlicht

De belangrijkste toepassingen van deze projecten liggen in het netwerken van quantumcomputers, omdat erbium het compatibel maakt met dezelfde lichtgolflengtes die worden gebruikt bij glasvezelcommunicatie.

Als een normaal netwerk van optische vezels is onlangs aangetoond dat het bruikbaar is om kwantuminformatie te vervoeren tegelijk met de normale telecommunicatiegegevensstroomHet vermogen om de bestaande glasvezelinfrastructuur te gebruiken, zal van belang zijn om het quantumnetwerk economisch levensvatbaar te maken.

Dit onderzoek legt de basis voor de bouw van kwantumapparaten die geïntegreerd kunnen worden in de technologie van vandaag.”

Dr. Yonder Berencén – Professor Instituut voor Ionenbundelfysica en Materiaalonderzoek aan het HZDR.

Dit onderzoek werd uitgevoerd met de steun en apparatuur van Beamfox Technologies ApS (nanotechnologie) en Lizard Photonics ApS (geïntegreerde fotonica).

Investeren in quantum computing

Honeywell / Quantum

Quantinuum is het resultaat van de fusie van Honeywell Quantum Solutions en Cambridge Quantum.

Honeywell blijft de meerderheidsaandeelhouder van het bedrijf (waarschijnlijk 52% eigendom) na een fondsenwervingsronde waarbij de waarde werd geschat op $ 5 miljardOprichter Ilyas Khan bezit naar verluidt ongeveer 20% van het bedrijf. Andere aandeelhouders zijn onder meer JSR Corporation, Mitsui, Amgen, IBM en JP Morgan.

Een mogelijke beursgang van Quantinuum in de toekomst, mogelijk als onderdeel van een grotere bedrijfsherstructurering, wordt geschat op een waarde van $20 miljard en zou kunnen plaatsvinden tussen 2026 en 2027.

Quantum computing is niet de kern van Honeywells activiteiten, maar richt zich meer op producten voor de lucht- en ruimtevaart, automatisering en speciale chemicaliën en materialen.

Elk van deze domeinen zou echter kunnen profiteren van quantum computing, vooral computationele chemieen kwantumcyberbeveiliging, wat Honeywell mogelijk een voorsprong op de concurrentie zou kunnen geven.

Het belangrijkste model van het bedrijf is nu de H2, een 56 qubits-chip met gevangen ionen en een gate-fidelity van twee qubits van 99.895%.

Het bedrijf heeft zich gericht op hoogwaardige computing met zeer weinig fouten, en heeft daarbij vooral zoveel mogelijk qubits toegevoegd, waardoor een zogenaamde 'fouttolerante quantum computing' is ontstaan.

Deze aanpak wordt door het bedrijf "Betere qubits, betere resultaten" genoemd, waarbij een vergelijkbaar aantal qubits 100-1,000 keer betrouwbaardere resultaten oplevert.

Bron: kwantum

Dit zou met name een verschil kunnen maken in de dringend benodigde kwantumresistente cryptografie, met defensiebedrijf Thales (HO.PA -0.96%) werkt al samen met Quantinuum net zoals de internationale banken HSBC en JP Morgan.

Quantinuum biedt ook zijn eigen kwantumcomputationele chemie aan InQuanto, bruikbaar voor toepassingen in de farmaceutische industrie, materiaalwetenschappen, chemie, energie en lucht- en ruimtevaart.

Net als veel andere bedrijven in quantum computing, Quantinuum biedt Helios aan, een “hardware-as-a-service”, waardoor gebruikers kunnen profiteren van quantum computing zonder dat ze zelf met de complexiteit van de bediening van het systeem te maken krijgen.

Quantinuum tekende in november 2024 een partnerschap met het Duitse Infineon, Europa's grootste halfgeleiderfabrikant. Infineon zal zijn geïntegreerde fotonica en besturingselektronicatechnologie inzetten om de volgende generatie gevangen-ion-kwantumcomputers te creëren.

Nu geïntegreerde fotonica en quantumnetwerken dichter bij praktische toepassingen komen, wordt het duidelijk hoe belangrijk deze samenwerking kan zijn voor de toekomst van Quantinuum.

Op dit moment lijkt het erop dat de volgende stap voor het bedrijf zal zijn om brengt 's werelds eerste op AI gerichte fotonica-kwantumchip uit.

In de komende maanden zal Quantinuum resultaten van lopende samenwerkingen delen en zo het baanbrekende potentieel van quantumgestuurde ontwikkelingen op het gebied van generatieve AI laten zien.

De innovatieve Gen QAI-capaciteit zal het gebruik van Metallic Organic Frameworks voor medicijntoediening verbeteren en versnellen, wat de weg vrijmaakt voor efficiëntere en persoonlijkere behandelingsopties. Details hierover worden bekendgemaakt bij de lancering van Helios.

De aankondiging in deze publicatie is onderdeel van een reeks nieuwsberichten over de snelle voortgang van de verbinding tussen AI en quantum computing bij Quantinuum.

Doorlopende use cases zouden de toekomstige waarde van het bedrijf en daarmee ook de positie van Honeywell daarin en de potentiële winst die investeerders ermee kunnen maken, aanzienlijk kunnen vergroten.

Laatste nieuws en ontwikkelingen over Honeywell (HON) aandelen