SaxonQ | Teemantide saladus: Saksa idufirma lahendab kvanttehnoloogia suurima probleemi

512 kubitti seinakontaktist: Seepärast vaatab globaalne tehnoloogiamaailm praegu Saksimaa poole

Miljardi dollari suurune panus vääriskivile: miks kvantarvutuse tulevik peitub Leipzigis

Leipzigis asuv idufirma SaxonQ esitab tehnoloogiahiiglastele Google'ile ja IBM-ile revolutsioonilise lähenemisviisiga väljakutse: hiiglaslike ja ülikülmade süsteemide asemel ehitavad Saxoni teadlased sünteetilistel teemantidel põhinevaid kvantarvuteid. Need ei vaja keerulisi jahutussüsteeme, töötavad tavalisel toatemperatuuril ja on nii kompaktsed, et mahuvad tavalisse kohvrisse. Hiljutise teadaandega kuni 512 kubiti mahutavatest üliskaleeritud süsteemidest aastaks 2026 tõestab idufirma, et kvantarvutus ei pea jääma mitme miljardi dollari suuruste korporatsioonide monopoliks. Aastakümneid kestnud fundamentaaluuringute ja miljonite valitsusepoolse rahastamise toel võiks see "teemanttehnoloogia" sillutada teed tohutu arvutusvõimsuse kättesaadavaks tegemiseks väikestele ja keskmise suurusega ettevõtetele (VKEdele) ning autonoomsetele süsteemidele tulevikus – see on tehnoloogiline paradigma muutus, mis seab kahtluse alla kogu tööstusharu põhiprintsiibid.

Teemant krüostaadi asemel: kuidas Leipzigi idufirma kirjutab ümber kvantarvutite füüsikat

Saksamaa miljardi dollari suurune panus vääriskivile, mis möödub konkurendi külmkapi lõksust

Esmapilgul kõlab uudis nagu väike uudis Ida-Saksamaa idufirmade maailmast: Leipzigis asuv ettevõte, kus töötab vaid 15 inimest, väidab, et on välja töötanud tehnoloogia, mis suudab potentsiaalselt konkureerida IBM-i ja Google'i mitme miljardi dollari suuruste uurimisosakondadega. Lähemal uurimisel selgub aga, et sellel lool on kindel tehnoloogiline ja majanduslik tuum, mis seab kahtluse alla kvantarvutuse tööstuse põhiprintsiibid.

Kristallvõres olev kunstlik defekt arvutussüdamikuna

Leipzigi Ülikooli kõrvalettevõte SaxonQ on valinud lähenemisviisi, mis erineb põhimõtteliselt domineerivatest arhitektuuridest. Samal ajal kui väljakujunenud tehnoloogiaettevõtted tuginevad ülijuhtivatele vooluringidele, mida tuleb jahutada absoluutse nulli lähedale temperatuuridele, kasutab SaxonQ kunstlikult toodetud teemantkristallides niinimetatud lämmastikuvabade keskuste ehk NV-keskuste olemasolu. Tööpõhimõte on märkimisväärselt elegantne. Lämmastikuaatom implanteeritakse täpselt teemandi süsinikvõre sisse, luues selle kõrvale vaba koha, kus süsinikuaatom puudub. See defektide paar käitub füüsiliselt nagu kunstlik aatom ja seda saab kasutada kubitina, mis on kvantarvuti väikseim infoühik. Eriti huvitav on asjaolu, et iga NV-keskuse kohta saab samaaegselt realiseerida mitu kubitit, kuna nii keskuse enda elektronspinn kui ka naabersüsiniku isotoopide tuumaspinnid toimivad eraldi juhitavate töötlusüksustena. See ühe füüsikalise defekti mitmekordne kasutamine annab tehnoloogiale teatud tihedustõhususe, mida teiste lähenemisviisidega pole lihtne saavutada.

Miks on vääriskivi külmakindel ja säästab miljardeid infrastruktuuri arvelt

Selle tehnoloogia otsustav majanduslik eelis seisneb teemandi termilises stabiilsuses. Selle kristallvõre on äärmiselt jäik, mis tähendab, et aatomite termilised vibratsioonid, mis hävitaksid teiste materjalide õrnad kvantseisundid, toatemperatuuril praktiliselt puuduvad. Seega võib teemanti tabavalt kirjeldada kui kõrge temperatuuriga ühilduvat kvantmaterjali, mille vibratsioonilised omadused toatemperatuuril vastavad räni omadustele -253 kraadi Celsiuse juures. Operaatorite jaoks tähendab see olulist kulueelist. Ülijuhtivad kvantkiibid vajavad keerukaid lahjenduskrüostaate, mis tuleb jahutada vaid mõne millikelvinini, koos massiivsete vaakumkambrite, spetsiaalsete jahutussüsteemide ning vastavalt suure energiatarbimise ja märkimisväärse ruumivajadusega. SaxonQ teemantkiibid seevastu ei vaja keerukat jahutust, peaaegu üldse ruuminõudvaid välisseadmeid ning need tuleb sõna otseses mõttes ühendada ainult tavalisse pistikupessa. Ettevõte on seda eelist juba praktikas rakendanud, vähendades oma kvantarvutit kohvri suuruseks ja müües seda sellistele klientidele nagu Saksa Lennunduskeskus (DLR) ja Fraunhoferi Tööpinkide ja Vormtehnoloogia Instituut. See miniaturiseerimine ja mobiilsus on tööstuses esmakordne, sest kuigi konkurendid vajavad ruumi täitvaid süsteeme, mahub SaxonQ süsteem käepärasesse ja paindlikku karpi, mida saaks paigaldada isegi sõidukisse, nagu näitas DLR-i kvantarvutuse algatuse 2024. aastal läbi viidud edukas test.

Suurim kasvu takistus on kitsaskoht takerdumuses

Vaatamata neile paljulubavatele omadustele seisab tehnoloogia silmitsi tõsise füüsilise takistusega, mida sõltumatud eksperdid on korduvalt rõhutanud. Teemandi NV-keskused on aatomi tasandil suhteliselt haruldased ja üksikud kubitid asuvad üksteisest suhteliselt kaugel. Kasuliku kvantarvutuse jaoks tuleb aga paljud kubitid keeruliste arvutuste tegemiseks omavahel põimuda ja ühendada. Seda sidestusprobleemi saab lahendada kas optiliste ühenduste abil, nagu Hollandi teadlased kvantrepiitereid katsetavad, või tihedalt pakitud NV-keskuste klastrite sihipärase loomisega, mis on ruumiliselt piisavalt lähedal, et omavahel suhelda. Kuigi SaxonQ on oma patenteeritud implanteerimispõhise valmistamismeetodi abil teinud edusamme NV-keskuste kontrollitud ja reprodutseeritava paigutamise osas, on skaleerimine suurematele, praktiliselt olulistele kubiitide arvule endiselt peamine tehnoloogiline väljakutse. Juba 2024. aastal töötas ettevõte neljalt kaheksale kubitile skaleerimise kallal, mis hinnanguliselt tooks kaasa eksponentsiaalse jõudluse kasvu. Alles 2026. aasta juulis teatas SaxonQ oluliselt suuremate süsteemide, täpsemalt 128-kubiti protsessori ja 512-kubiti süsteemi kaubanduslikust kättesaadavusest. Viimane, olles üks esimesi teemantidel põhinevaid NV Centeri süsteeme, ületab selgelt kümne kubiti piiri. Need süsteemid on loodud mahuma standardsetesse serveririiulitesse ja töötama pidevalt ilma tavapäraste ümberkalibreerimistsüklite ja keskkonnaseireta. See, kas seda skaleerimist on võimalik saavutada ilma märkimisväärse veamäärata, jääb oluliseks testiks, mille alusel mõõdetakse selle praktilisust võrreldes konkureerivate ülijuhtivate ja ioonlõksudel põhinevate tehnoloogiatega.

Ida-Saksamaa asukoha eelis kohtub globaalse ettevõtete võimuga

Selle innovatsiooni geograafiline päritolu pole sugugi juhuslik. Leipzigit peetakse paljude arvates üheks kvantmehaanika sünnikohaks ning selle ülikoolis on väljakujunenud teaduslik infrastruktuur, millest SaxonQ 2021. aastal füüsikaprofessorite Marius Grundmanni ja Jan Meijeri poolt eraldati. Grundmannil on üle kolme aastakümne kogemust nanotehnoloogia ja pooljuhtide füüsika alal, Meijer aga on tuntud uudsete ioonkiire implanteerimismeetodite arendajana. Oma intellektuaalomandi kaitsmiseks on ettevõte kogunud üle 220 patendi ja patenditaotluse, mis näitab ettevõtte suuruse kohta märkimisväärselt kõrget innovatsioonitaset. Seda kasvu toetab rahaliselt Sachsen Technology Founders Fundi seitsmekohaline investeering ja Frank Schlichtingi, valdkonnakogemusega juhi, kellel on varasemad juhtivad rollid IT-, pooljuhtide-, autotööstuse ja energeetikasektoris, ametisse nimetamine ettevõtte tegevjuhtkonda. See juhtkonna professionaliseerumine annab märku üleminekust puhtalt teadusuuringutele orienteeritud kõrvalettevõttest tõsiste äriambitsioonidega ettevõtteks. Sellest hoolimata on IBM-i ja Google'i ressurssidest endiselt tohutu vahe. Need korporatsioonid investeerivad igal aastal miljardeid oma kvantprogrammidesse, omavad väljakujunenud pilveinfrastruktuure kvantarvutusvõimsuse turustamiseks ning saavad toetuda aastakümnete pikkusele kogemusele ülijuhtivate süsteemide skaleerimisel. SaxonQ tegelik tugevus ei seisne seega niivõrd otseses võidujooksus suurima kubitiarvu pärast, kuivõrd niširakenduste arendamises, kus mobiilsus, vibratsioonikindlus ja jahutusinfrastruktuuri kaotamine on määravad – näiteks autotööstuses, lennunduses või detsentraliseeritud tööstuskeskkondades.

Peaaegu ettevõttesisene lahendus: kuidas Xpert.Digital täidab B2B turunduse ja müügi operatiivseid lünki – nutikas sisupõhine äri - pilt: Xpert.Digital

Xpert.Digital on Konrad Wolfenstein juhitav andmepõhine B2B tööstuskeskus. Ettevõte tegutseb tööstuspartneritele välise, peaaegu sisemise lahendusena, täites turunduse, sisu ja müügi operatiivseid lünki – ilma kliendipoolsete lisaressurssideta.

Lisateavet leiate siit:

• Peaaegu ettevõttesisene lahendus: kuidas Xpert.Digital täidab B2B turunduse ja müügi operatiivseid lünki – Smart Content-Driven Business

Mitme miljardi dollari suurune turg, mille kasvuootused on väga erinevad

Selle arengu majanduslikku olulisust saab mõista ainult kogu kvantarvutuse tööstuse kontekstis, mille turuprognoosid on aga märkimisväärselt erinevad. Kuigi konservatiivsed hinnangud ennustavad globaalse turu mahuks 2025. aastal ligikaudu 1,2–1,5 miljardit USA dollarit ja prognoosivad kasvu umbes 10–15 miljardi USA dollarini 2035. aastaks, mis vastab ligikaudu 23–27 protsendilisele aastasele kasvumäärale, maalivad optimistlikumad analüütikud oluliselt dramaatilisema pildi. Näiteks investeerimispank UBS prognoosib, et tööstuse turukapitalisatsioon võib 2030. aastaks juba tõusta 300–400 miljardi USA dollarini, samas kui sihtturu eeldatav kasv peaks toimuma praegusest 1,8 miljardist USA dollarist 20 miljardi USA dollarini. Konsultatsioonifirma McKinsey on omakorda oluliselt korrigeerinud oma kvanttehnoloogiate koguväärtuse hinnangut 2026. aastaks ülespoole, ulatudes vahemikku 1,3–2,7 triljonit dollarit 2035. aastaks, pärast seda, kui tööstusharu kogutulu ületas 2025. aastal esmakordselt 1 miljardi dollari piiri. See tohutu prognooside vahemik näitab, kui varajases arengujärgus tööstusharu on ja kui keeruline on isegi väljakujunenud uurimisfirmadel anda usaldusväärset hinnangut. Väikeettevõtte nagu SaxonQ jaoks pakub see nii võimalusi kui ka riske: kasvav turg loob ruumi nišipakkujatele, kellel on diferentseeritud tehnoloogilised lähenemisviisid, kuid samal ajal on oht, et kapitalimahukamad ja juba skaleeritavamad tehnoloogiad jäävad lõpuks peale enne, kui alternatiivsed lähenemisviisid, näiteks NV keskuste tehnoloogia, jõuavad küpsuseni.

Valitsuse rahastamine annab Saksamaa kvanttehnoloogia valdkonnale hoogu juurde

Saksamaa föderaalvalitsus tunnistas kvanttehnoloogiate strateegilist tähtsust juba varakult ja toetas seda märkimisväärse rahastamisega. Kvanttehnoloogiate raamprogramm käivitati juba 2018. aastal, millele järgnes kahe miljardi euro eraldamine majanduse stimuleerimise ja tulevikuplaanide paketist 2020. aastal. 2023. aastal vastu võetud kvanttehnoloogiate tegevuskava näeb ette osalevate ministeeriumide investeeringuid ligikaudu 2,18 miljardit eurot kuni aastani 2026, millele lisandub veel 850 miljonit eurot teadusasutustelt, kokku veidi üle kolme miljardi euro. Selles raamistikus mängib keskset rolli 740 miljoni USA dollari suurune DLR-i kvantarvutuse algatus, kuna see annab lepinguid just sellistele uutele ettevõtetele nagu SaxonQ, et aidata kodumaistel pakkujatel saavutada turuvalmidust. Tulevikku vaadates plaanib Saksamaa valitsus oma algatuse „1000 kubitti, 100 rakendust“ raames alates 2026. aastast luua Euroopa tootmisvõrgustikus mitu piloottootmisliini ning ehitada 2030. aastaks vähemalt kaks suure jõudlusega kvantarvutit. See sihipärane valitsuse rahastamispoliitika erineb oluliselt erasektori juhitavast Ameerika mudelist ja loob kaitstud turukeskkonna väiksematele Saksa ettevõtetele, nagu SaxonQ, võimaldades neil teenida esialgset tulu avalike teaduslepingute kaudu enne, kui rahvusvahelise konkurentsi täielik mõju avaldub. Kriitikud juhivad aga tähelepanu sellele, et rahastamissumma on rahvusvahelises võrdluses endiselt tagasihoidlik, näiteks võrreldes Euroopa Liidu kogusummaga 7,2 miljardit USA dollarit, ning et USA üksi investeerib erasektori riskikapitali kaudu üksikutesse ettevõtetesse, nagu IBM või Google, mitu korda sellest summast suurema summa.

Mida teemantpõhine lähenemine tähendab tuleviku tehnoloogiamaastiku jaoks

SaxonQ loo tegelik majanduslik mõte ei seisne mitte väites, et see möödub lühiajaliselt IBM-ist või Google'ist, vaid tõestuses, et kvantarvutus ei pea jääma suurte ja hästi kapitaliseeritud korporatsioonide monopoliks. Muutes krüogeenika, tavapäraste kvantsüsteemide kõige kallima ja keerukama komponendi, lihtsalt vananenuks, alandab teemanttehnoloogia oluliselt teadusasutuste, keskmise suurusega tööstusettevõtete ja isegi haridusasutuste sisenemisbarjääri. See on täpselt tegevjuhi Marius Grundmanni visiooni tuum, kui ta räägib kvanttehnoloogia demokratiseerimisest, mis võimaldaks väiksematel tegijatel tulevikus pääseda ligi kvantarvutusvõimsusele ilma miljoneid infrastruktuuri investeerimata. Pikas perspektiivis näeb ettevõte ette oma kiipide kasutamist isegi autonoomsetes süsteemides, nagu robotid ja isejuhtivad autod, kus tehnoloogia energiatõhusus võrreldes klassikalise arvutusvõimsusega võiks pakkuda otsustavaid eeliseid keeruliste optimeerimisprobleemide lahendamisel. See, kas see teemandipõhine lähenemisviis osutub lõpuks paremaks või jääb nišitehnoloogiaks domineerivate ülijuhtivus- ja ioonlõksupõhiste meetodite kõrval, sõltub kubitarvude edukast skaleerimisest, kontrollides samal ajal lähiaastatel veamäärasid. Siiski on juba selge, et väike Leipzigis asuv ettevõte, mille nutikas füüsiline innovatsioon põhineb Ida-Saksamaa ülikooli aastatepikkusel fundamentaaluuringul, on lisanud kvantarvutuse tuleviku üle peetavasse rahvusvahelisse arutellu üllatava ja majanduslikult usutava uue dimensiooni.

Nähtavusest usalduseni: teie skaleeritav tee Xpert.Digitaliga - pilt: Xpert.Digital

Tööstuslikus B2B-s tekivad jätkusuutlikud ärisuhted harva üleöö. Need arenevad samm-sammult – nähtavuse, professionaalse olulisuse, korduvate kokkupuutepunktide ja kasvava usalduse kaudu. Xpert.Digitali neljaastmeline mudel lahendab just selle probleemi: see pakub struktureeritud teed, mis algab hallatava sisenemispunktiga ja võib vajadusel areneda sügavamaks koostööks äriarenduses.

Selle mudeli puhul ei seata lootma valjuhäälsetele turunduslubadustele, vaid seab esiplaanile suhte. Ettevõtted alustavad selgelt määratletud ja kergesti arvutatavate meetmetega ning otsustavad seejärel oma kogemuste põhjal, kui kaugele nad soovivad koostööd laiendada. Selle häireteta usalduse loomise protsessi võtmetegur on see, et platvorm väldib täielikult tüütuid reklaame, seega jääb toimetuse fookus üksnes ettevõtete asjatundlikkusele.

Lisateavet leiate siit:

• Nähtavusest usalduseni: teie skaleeritav tee Xpert.Digitaliga

☑️ Meie ärikeel on inglise või saksa keel

☑️ UUS: Kirjavahetus teie emakeeles!

Konrad Wolfenstein

Mina ja minu meeskond oleme hea meelega teie käsutuses teie isikliku nõustajana.

Võite minuga ühendust võtta, täites siinse kontaktvormi [email protected]:või helistades mulle numbril +49 7348 4088 965. Minu e-posti aadress on

Ootan põnevusega meie ühist projekti.

☑️ VKEde tugi strateegia, konsultatsioonide, planeerimise ja rakendamise alal

☑️ Digitaalse strateegia loomine või ümberkorraldamine ja digitaliseerimine

☑️ Rahvusvaheliste müügiprotsesside laiendamine ja optimeerimine

☑️ Globaalsed ja digitaalsed B2B kauplemisplatvormid

☑️ Pioneer Äriarendus / Turundus / PR / Messid