National Quantum ICT testbed
National Quantum ICT testbed
De infrastructuur biedt onderzoekers, studenten en de industrie unieke tools en middelen voor experimenten en onderwijs, waardoor baanbrekende experimenten mogelijk zijn en toepassingen en nieuwe apparatuur voor quantumcomputing en -netwerken kunnen worden onderzocht en ontwikkeld. Momenteel omvat het: Drie verschillende quantumcomputing-backends: 1) supergeleidende QPU, (2) spin-qubits QPU, (3) drie quantum-simulators van maximaal 34 qubits. Een testomgeving voor quantumcomputing die speciaal is bedoeld voor nieuwe technische ontwikkelingen, waar zowel academici als het bedrijfsleven nieuwe oplossingen kunnen testen. Een quantumnetwerksimulator met gedetailleerde fysieke modellering van afzonderlijke componenten, waardoor het de enige testomgeving in zijn soort is voor realistische quantumnetwerkexperimenten.
Infrastructuur en gebruikersdiensten
1. Apparatuur/faciliteiten:
Infrastructuur voor kwantumcomputers:
- Twee full-stack kwantumcomputers die toegankelijk zijn in de cloud, inclusief kwantumhardware (kwantumprocessor en qubits), klassieke infrastructuur (besturingssystemen, pre-/post-processing), cloudinterface (API's, SDK's), softwarestack (kwantumbesturingssysteem, algoritmen), netwerk- en beveiligingsinfrastructuur.
- Eén kwantumcomputersimulator aangesloten op HPC-knooppunt bij SURF
- Eén full-stack kwantumcomputertestomgeving voor onderzoek en technische ontwikkelingen
Quantumnetwerken:
- Eén operationele quantumnetwerksimulator
- Quantumnetwerkknooppunten in ontwikkeling om te worden opgenomen in het toekomstige quantuminternet-testbed
2. Diensten aan gebruikers:
Gebruikers kunnen hun eigen quantumalgoritmen uitvoeren op simulators of hardware-backends, waarbij ze de mogelijkheden van quantumcomputing en -netwerken verkennen. Quantum Inspire maakt intuïtieve programmering, uitvoering en analyse van kwantumcomputeralgoritmen mogelijk, met webtoegang en SDK-integratie. Met het testbed voor kwantumcomputers voor onderzoek en technische ontwikkelingen kunnen gebruikers nieuwe kwantumcomputercomponenten ontwikkelen, zoals kwantumchips, besturingsapparatuur en cryogene elektronica. Voor kwantumnetwerken kunnen gebruikers gebruikmaken van vooraf gebouwde applicaties zoals QKD en teleportatie, of aangepaste protocollen ontwikkelen met behulp van de Application Development Kit (QNE-ADK) van Quantum Network Explorer.
Voorbeelden/beschrijving van het soort onderzoek
De kwantumcomputinginfrastructuur vergemakkelijkt onderzoek op een breed scala van gebieden, van fundamentele fysica tot praktische toepassingen in de gezondheidszorg, energie, materiaalkunde en kunstmatige intelligentie. Door op afstand toegang te bieden tot kwantumbronnen, zullen onderzoekers in verschillende disciplines in staat zijn om te experimenteren, te simuleren en problemen op te lossen die voorheen onoplosbaar waren, waardoor wetenschappelijke ontdekkingen en innovatie in alle sectoren worden versneld. Binnen kwantumnetwerken kunnen onderzoekers de ontwikkeling van toepassingen en use cases verkennen. Het biedt ook computerwetenschappelijk onderzoek voor kwantumtechnologieën en veiligheidsonderzoek voor het beoordelen van de praktische veiligheid van kwantumnetwerktechnologieën.
De kwantuminternetinfrastructuur zal onderzoek mogelijk maken dat zal bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe mogelijkheden op het gebied van veilige communicatie en gedistribueerde computing. Het zal ook onderzoek faciliteren naar de ontwikkeling van veilige toegang tot kwantumcomputers op afstand, waardoor gebruikers van kwantumcomputers algoritmen kunnen uitvoeren zonder gevoelige gegevens prijs te geven, en kwantumsensoren op verschillende locaties kunnen koppelen voor een grotere precisie in wetenschappelijke en navigatietoepassingen.
Bovendien zijn full-stack kwantumcomputer- en netwerkplatforms belangrijk als testomgeving en ontwikkelingsfaciliteit voor toekomstige verbeteringen en ontwikkelingen van kwantumhardware, op het gebied van schaalbaarheid, foutcorrectie en -beperking, (hybride) architectuur, systeem- en netwerksoftware en meer.
Hoe krijgt u toegang tot de infrastructuur?
- Zowel kwantumcomputersimulators als kwantumnetwerksimulators zijn virtueel toegankelijk.
- De twee kwantumcomputers zijn op afstand toegankelijk.
- Het testbed voor kwantumcomputers is fysiek toegankelijk.
- Het toekomstige testbed voor kwantumnetwerken zal zowel op afstand als fysiek toegankelijk zijn.