A Jülich parte JION, il computer quantistico a ioni intrappolati

Il Forschungszentrum Jülich ha avviato ufficialmente JION, acronimo di "Jülich trapped-ION quantum computer". È un dispositivo digitale e a gate, basato sulla tecnologia delle trappole ioniche. Hendrik Wüst, premier della Renania Settentrionale-Vestfalia, ha definito la presentazione una pietra miliare tecnica.

Come funzionano le trappole ioniche

Nel campo dei computer quantistici competono diversi approcci, tra cui quello delle trappole ioniche. L'informazione viaggia su atomi con carica elettrica, tenuti all'interno di trappole elettromagnetiche. I qubit di JION sono atomi di itterbio ionizzati. Campi elettromagnetici li trattengono nel vuoto e li controllano per consentire il calcolo. Questa soluzione si differenzia dai circuiti digitali superconduttivi, per esempio per scala e condizioni di lavoro.

Stato attuale e piani

L'installazione è pronta a funzionare, ma viene ancora ampliata. All'inizio sono disponibili solo pochi qubit; entro la metà del 2027 dovranno diventare dieci. Il fornitore è Eleqtron, azienda di Siegen nata nel 2020 come spin-off dell'Università di Siegen. Nel 2024 la società, con alcuni partner, ha costruito per il Centro aerospaziale tedesco di Amburgo il dimostratore QSea.

Per controllare i qubit, JION utilizza la tecnica MAGIC, messa a punto a Siegen, cioè l'accoppiamento indotto da gradiente magnetico. Le microonde e le differenze di campo magnetico create appositamente controllano i singoli qubit e li collegano direttamente. Il metodo verrà impiegato in futuro anche in sistemi quantistici più grandi ed efficienti.

JION è nato nel quadro del partenariato di sviluppo per le trappole ioniche in Renania Settentrionale-Vestfalia (EPIQ). Dovrà servire applicazioni nell'industria e nella scienza: compiti di ottimizzazione nella logistica, nei trasporti e nella tecnica di processo, oltre che in fisica, chimia, biologia, medicina, ricerca sui materiali e apprendimento automatico. Il sistema sarà inserito nell'infrastruttura per gli utenti JUNIQ, che raccoglie l'accesso a diversi sistemi quantistici e li collega ai supercomputer del centro. In questo modo alcune operazioni di calcolo dei supercomputer classici possono essere delegate ai sistemi quantistici.

Soldi e prossimo passo

In occasione dell'avvio, Wüst ha consegnato a Eleqtron la decisione sul finanziamento del progetto SQALING, dedicato al calcolo quantistico scalabile della Renania Settentrionale-Vestfalia. Questo progetto di sviluppo autonomo della start-up riceverà dal Land fino a circa 25 milioni di euro, con fondi dell'Unione europea nel programma EFRE/JTF. L'obiettivo è trasferire la tecnica delle trappole ioniche su piattaforme scalabili a chip per computer quantistici. Altri 35 milioni di euro andranno al nuovo progetto Q-STAR.NRW, il cui compito è l'acquisto e l'integrazione di un computer quantistico scalabile a semiconduttore in JUNIQ: il sistema previsto dovrà avere fino a 200 qubit.