帕德博恩大学获MKW NRW数百万资金资助 用于光子量子计算领域研究

北京时间9月1日消息（余予）北莱茵-威斯特法伦州文化与科学部 (MKW NRW) 正在为开发前瞻性研究主题和可持续提高相关机构的竞争创造空间。为每个项目每年提供约100万欧元的资金。使其在现有优势的基础上，扩大潜在领域以帮助进一步发展研究概况。

帕德博恩大学现已在“光子量子计算”潜在领域申请成功。在这一过程中，科学家们正采用跨学科的方法创建光子量子计算机。未来，从对新量子算法的基础研究到对大型复杂量子系统进行建模，再到实现相关计算应用的光子量子网络，每一步都将在一个单一地点进行。

除此之外，该项目还寻求在量子计算领域培养新一代杰出研究人员，其中，性别平等是一个持续关注的问题。这个剖面区域将使帕德博恩成为国际知名的光子量子技术中心。

科学家们正在采用跨学科的方法来创建光子量子计算机。（图源：帕德博恩大学，Besim Mazhiqi）

从基础到实际应用

“‘第二次量子革命’的构成和利用是这个数字世纪的挑战之一。尤其是量子计算，其凭借以前无法实现的计算能力，将不可避免地促使技术和社会的根本性变化，”项目经理Christine Silberhorn 教授表示。

然而，在Silberhorn教授看来，距离应用特定的量子计算机还有一段距离。关键问题仍然存在，解决方案往往才刚刚开始出现。这是科学家们正在寻求改变的事情：这个大规模项目的核心是量子光子、量子信息理论和数学算法模型和技术的并行、协调发展，以挖掘光子量子计算机的全部潜力。从前景来看，在光子量子计算机领域将至少形成一个国内外领先的研究中心。

Silberhorn指出，“首先，紧迫的科学问题与光子量子系统的可扩展性方面有关；其次，必须使用光子量子系统探索算法基础和实际应用。”

这一点不言而喻：应用程序非常复杂，例如，必须在数据丢失和环境影响方面保持稳健。

“这需要开发高度集成的系统。虽然量子通信的应用和信息理论技术已经得到很好的理解，但量子计算并非如此，”Silberhorn补充道。鉴于此，需要建立跨学科、跨学科和国际合作，采取有针对性的方法来解决单一学科无法克服的研究障碍。

在Silberhorn教授看来，这将是有史以来第一次能够为量子计算提供灵活的集成光学系统，这在以前是不可能的。

集中帕德博恩的核心竞争力

该计划包括来自计算机科学、工程和数学学院以及理学院，主要在物理系、电气工程和信息技术系以及纯数学和应用数学领域的科学家。各种不同核心能力的有针对性的结合，将使光子量子计算研究领域能够系统化发展，并产生远超单个学科能力的新协同效应。这种将基础物理研究主题转移到工程研究活动的新结构的建立，在德国研究领域几乎是独一无二的。

Birgitt Riegraf教授对此感到非常自豪，“这一计划基于杰出研究人员提供的卓越技能和多年经验，汇集了各种不同的学科产生的研究优势。这次的成功让帕德博恩的研究在国际舞台上更加引人注目。”

培养高技能研究人员

另一个主要要素是以“量子计算”为核心重点，对量子技术各个方面的研究人员进行培训。为此，将建立一所可以培养新一代研究人员的跨学科研究生学院。

Silberhorn教授表示，“这对我们来说是一个机会，来将自己打造成量子光子工程师的第一个指定地点，同时特别注意确保德国男性和女性研究人员有平等的机会。”

另一个目标是建立一个跨学科的量子计算硕士项目。

量子光子学跨学科中心

帕德博恩已经逐渐建立起开发光子量子计算机所需的关键技术。随着光子量子系统实验室（PhoQS Lab）研究大楼的拨款获得批准，已经建立了合适的基础设施，用来研究用于量子光子学应用的突破性量子电路。同时，随着光子量子系统研究所 (PhoQS) 的成立，一个独特的量子光子学跨学科中心正处于发展中。

十年计划

在未来3-5年内，将为把光子量子计算发展成为实用的硬件平台和高性能计算（HPC）的关键基石奠定基础；在接下来的5-7年中，将致力于扩大相关系统的可扩展性，将量子计算集成到传统计算平台，特别是HPC系统中，并显著增强光子量子计算的算法技术。

计划将于11月开始。在最初的5年里，非通用量子计算机将开辟一个新的应用领域，开发可扩展的集成光量子电路，以满足量子计算的挑战。同时将为帕德博恩量子计算专家的跨学科培训奠定基础。

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