Büyük Ölçekli Fotonik Kuantum Hesaplama Platform Teknolojileri

Beklenen Sonuç:

Bu eylem, ölçeklenebilir, modüler ve birlikte çalışabilir fotonik kuantum hesaplama platformları geliştirmek için stratejik bir Avrupa girişimi oluşturacaktır. Bu konu için sunulan tekliflerin, fotonik kuantum hesaplamanın ilerlemesini şu anda sınırlayan en az iki büyük teknik engeli ele alması ve bunlara inandırıcı çözümler sunması beklenmektedir:

• Hata toleranslı ölçeklendirme için uygun, deterministik, yüksek verimli fotonik dolanıklık ve kayba dayanıklı mimarilerin eksikliği
• Fotonik donanım, aygıt yazılımı (firmware) ve sistem yazılımını platformlar arası güvenilir kıyaslamalarla birleştiren standartlaştırılmış, entegre bir kontrol yığınının bulunmaması

Proje sonuçlarının aşağıdaki beklenen sonuçlara katkıda bulunması beklenmektedir:

• 2028 yılına kadar; deterministik tek foton kaynaklarını, düşük kayıplı dalga kılavuzlarını, çip üstü dedektörleri ve bir aygıt yazılımı yığınını (planlayıcı, denetleyici, derleyici) entegre eden, donanımdan bağımsız kıyaslamalar ve klasik-kuantum geçişini gösteren hibrit fotonik-HPC uygulamaları ile doğrulanan, ≥100 fotonik kübit içeren bir fotonik NISQ işlemcisinin gösterimi
• 2030 yılına kadar; modüler ölçeklenebilirliğe, entegre çip üstü ve fiber tabanlı ara bağlantılara ve yüksek sadakatli kapılara (örneğin hata oranları ≤10⁻³) sahip, 1 000 fotonik kübit gösterge hedefiyle tam bir yığın, yüksek bağlantılı fotonik kuantum bilgisayarının teslim edilmesi; bu sayede endüstriyel olarak ilgili iş yüklerinde kuantum faydasının prototip gösterimleri için temel oluşturulması
• Fotonik kuantum donanım ve yazılım yığınları arasında paketleme, API'ler, derleyici arayüzleri ve telekom dalga boylarıyla uyumlu bulut protokolleri dahil olmak üzere yayınlanmış arayüz spesifikasyonları ile sistem düzeyinde birlikte çalışabilirlik ve standardizasyon
• Standartlaştırılmış protokoller aracılığıyla modüller arası dolanıklık dağıtımının doğrulanması ve birbirine bağlı fotonik kuantum işlemcilerin saha gösterimi
• Pilot üretim hatları için bir yol haritası, kalite güvence protokolleri ve fotonik kuantum teknolojileri için egemen bir Avrupa tedarik zincirinin geliştirilmesi dahil olmak üzere endüstriyelleşme ve ticarileşmenin hızlandırılması
• Proje sonuçlarının, konsorsiyum içindeki ana bir son kullanıcı ortak tarafından sağlanan somut bir kullanım durumu aracılığıyla gösterilmesi; böylece platformun gerçek operasyonel kısıtlar altındaki uygunluğunun ve performansının doğrulanması.

Kapsam:

Bu konu için sunulan tekliflerin, fotonik kuantum hesaplama konusunda kanıtlanmış uzmanlığa sahip bir girişim (startup) tarafından yönetilmesi beklenmektedir. Girişim, hem teknolojik derinliği hem de pazar yönelimini sağlamak için ilgili akademik, endüstriyel ve RTO ortaklarıyla iş birliği yapmalıdır. Konsorsiyum ayrıca, operasyonel ihtiyaçları platform tasarımını şekillendirecek ve altyapısı projenin sonuçlarının saha gösterimine ev sahipliği yapacak en az bir ana son kullanıcıyı da içermelidir.

Teklifler; donanım, yazılım, sistem mimarisi ve uygulama düzeyindeki kullanım durumlarını entegre eden koordineli, kalıcı bir Araştırma ve İnovasyon (R&I) programı uygulamalıdır. Faaliyetler şunları içermelidir:

• Yarı iletken ve/veya cam tabanlı fotonik çipler, entegre kontrol elektroniği, aygıt yazılımı ve sağlam hata azaltma ve düzeltme şemaları ile açık, ölçeklenebilir fotonik kuantum işlemcileri ilerleten platform geliştirme
• Fotonik ara bağlantılarla modüler kuantum düğümlerini gerçekleştiren ve gerçekçi gürültü, kayıp ve kontrol kısıtları altında ölçeklenebilir mimarileri doğrulayan sistem entegrasyonu
• Uygulama düzeyinde kuantum avantajını ve HPC birlikte çalışabilirliğini göstermek için düşük seviyeli aygıt yazılımını, derleyicileri, hibrit algoritmaları ve ağ API'lerini entegre eden yazılım yığını ortak tasarımı

Tekliflerin önceki Quantum Flagship sonuçları üzerine inşa edilmesi ve AB kuantum yönetişimine ve stratejik koordinasyonuna aktif olarak katkıda bulunma kapasitesini göstermesi beklenmektedir...