于利希启用离子阱量子计算机JION

于利希研究中心的量子计算机JION正式投入运行。JION是“Jülich trapped-ION quantum computer”的缩写。这台设备属于数字门控型，采用离子阱技术。北莱茵-威斯特法伦州州长亨德里克·维斯特称这次启用是技术上的里程碑。

离子阱如何工作

量子计算机有多条技术路线在竞争，离子阱是其中之一。这类方案用带电原子承载信息，原子被约束在电磁阱内部。JION的量子比特是电离的镱原子，由电磁场束缚在真空中，控制方式可以支持计算。与超导数字电路相比，这套方案在规模和运行条件上有所不同。

当前状态与计划

设备已经可以运行，但仍在扩建。起初只有几个量子比特，到2027年年中计划增加到十个。供应商是来自锡根的Eleqtron公司，2020年作为锡根大学的衍生企业成立。2024年，该公司与合作伙伴为位于汉堡的德国航空航天中心建造了QSea演示机。

JION用锡根开发的MAGIC技术控制量子比特，即磁梯度诱导耦合。微波以及有意制造的磁场差异控制单个量子比特，并让它们直接耦合。未来这一方法还计划用于更大、更高效的量子系统。

JION在北莱茵-威斯特法伦州离子阱发展伙伴关系（EPIQ）框架内建成，将服务于工业和科研应用：物流、运输和工艺工程中的优化任务，以及物理、化学、生物学、医学、材料研究和机器学习。该系统将接入JUNIQ用户基础设施。JUNIQ汇集了各类量子系统的访问入口，并将其与中心的超级计算机相连。由此，经典超级计算机上的部分计算任务可以交给量子系统执行。

资金与下一步

启用当天，维斯特向Eleqtron公司移交了SQALING项目的资助决定。SQALING是北莱茵-威斯特法伦州的可扩展量子计算项目。这个初创公司的独立研发项目将从州政府获得最高约2500万欧元，资金来自欧盟EFRE/JTF计划。目标是把离子阱技术转移到可扩展的芯片式量子计算平台上。另有3500万欧元将投入新的Q-STAR.NRW项目，其任务是采购并在JUNIQ中集成一台可扩展的半导体量子计算机，计划中的系统最多可达200个量子比特。