A kvantumtechnológia történelmi mérföldkövének tekinthető, hogy először indítottak fotonikus kvantumszámítógépet az űrbe. A rendszer azt teszteli, hogy a kvantumhardver mennyi ideig marad működőképes a pályán, és utat nyithat a jövőbeli éghajlati és Föld-megfigyelési alkalmazásoknak.
A Bécsi Egyetem Philip Walther vezette nemzetközi csapata által kifejlesztett kompakt rendszer június 23-án indult útjára a kaliforniai Vandenberg Űrerő-bázisról egy SpaceX Falcon 9 rakétával. A processzor körülbelül 550 kilométerrel a bolygó felett kezdi meg működését. A kilövés a SpaceX Transporter 14 missziójának része volt, amely 70 hasznos terhet szállított, köztük mikro-satelliteket, kocka-satelliteket és visszatérő kapszulákat. Közülük a mini kvantumszámítógép kiemelkedik azzal, hogy forradalmasíthatja az űrben történő adatfeldolgozást és a Föld-megfigyelését.
Az űrben való túlélésre tervezve
A kvantumszámítógép pályára állításához komoly mérnöki kihívásokkal kellett szembenézni. A bécsi csapat úgy tervezte meg a készüléket, hogy az ellenálljon az űrrepülés során fellépő extrém hőmérséklet-ingadozásoknak, sugárzásnak és rezgéseknek. A kritikus fázisban 12 csapattag négy hetet töltött a műhold összeszerelésével a Német Űrkutatási Központ Responsive Space Cluster Competence Centerének tisztaszobájában Trauenben. „Ez a projekt „űrgruppá” tett minket. Most már rendelkezünk a szükséges know-how-val ahhoz, hogy további kísérleteket végezzünk az űrben, legyen szó alapvető kvantumfizikáról vagy gyakorlati alkalmazásokról” – mondta Walther.
Kvantumelőny a pályán
A kvantumszámítógép űrbe telepítésének fő előnye az „edge computing” (peremszámítás) képességében rejlik. Ez azt jelenti, hogy a műhold által gyűjtött adatok, például az erdőtüzek észlelése, a fedélzeten feldolgozhatók, így nincs szükség a nyers adatok visszaküldésére a Földre. Ez a folyamat csökkenti az energiafogyasztást és javítja a válaszidőt. A kvantumszámítógépek a klasszikus rendszerek számára kihívást jelentő feladatokban is kiválóan teljesítenek. A fényalapú optikai rendszerek segítségével a processzor az interferencia és a diffrakció fizikai elveit felhasználva hajtja végre a műveleteket. Ez az analóg módszer különösen hatékony olyan számításigényes folyamatoknál, mint a Fourier-transzformációk vagy a konvolúciók.
Sokoldalú és hatékony
A rendszer rendkívül alkalmazkodóképes, és konfigurálható jövőbeli űrkutatási missziókhoz. „Ezenkívül ez a misszió lehetővé teszi számunkra, hogy extrém körülmények között teszteljük a kvantumhardver teljesítményét és tartósságát, megvizsgálhatjuk, hogy mennyi ideig maradnak működőképesek az űr zord környezetében” – magyarázta Walther. A csapat széles körű alkalmazási lehetőségeket lát: „Eredményeink hozzájárulhatnak a kvantumhardver további fejlesztéséhez kereskedelmi és tudományos alkalmazásokhoz, például a Föld megfigyelése, az éghajlatkutatás és a kommunikáció területén” – tette hozzá Walther.
A SpaceX forgalmas menetrendjének része
A SpaceX Transporter 14 rideshare missziója kereskedelmi, tudományos és emlékcélú hasznos terheket szállított. Ezek között volt a Capella Space Capella-17 radar műholdja, a Starfish Space Otter Pup 2 dokkolási kísérleteihez, valamint a Varda Space visszatérő kapszulája, amelynek célja gyógyszerek gyártása a pályán. A fedélzeten volt még a The Exploration Company Nyx űrhajója is, amely a Celestis céggel együttműködésben hamvasztott maradványokat és DNS-mintákat szállított. A Falcon 9 hordozórakéta sikeresen landolt egy drónhajón a Csendes-óceánon, ezzel 26. repülését teljesítette. A felső fokozat közel két óra alatt fejezte be a műholdak kihelyezését.
Kép: Bécsi Egyetem
Forrás: World’s first space-based quantum computer launches into orbit
