IBM представила новую криогенную систему охлаждения, которая способна поддерживать квантовые компьютеры при температуре ниже 15 милликельвинов, что эквивалентно всего лишь 0,015 градуса выше абсолютного нуля.
Эта температура более чем в 180 раз ниже температуры, обнаруженной в глубоком космосе, и представляет собой значительный прорыв для компании в преодолении одного из самых больших препятствий на пути к созданию отказоустойчивых и масштабируемых квантовых вычислений.
Эта система работает как модульный блок, функционируя как своего рода квантовый холодильник, что позволяет одновременно подключать и эксплуатировать несколько квантовых процессоров в условиях чрезвычайно низких температур.
Поддержание компонентов при таких низких температурах имеет решающее значение, поскольку квантовые процессоры зависят от сверхпроводящих кубитов; любое нагревание может повлиять на поведение этих компонентов и вызвать ошибки во время квантовых операций.
Для сравнения, процессоры IBM требуют температур, близких к абсолютному нулю, в то время как в глубоком космосе температура составляет приблизительно 2,7 кельвина, связанная с реликтовым космическим излучением.
Новое оборудование IBM достигает менее 15 милликельвинов, демонстрируя значительный разрыв по сравнению с космической средой.
Основная цель состоит не только в достижении экстремального холода, но и в обеспечении стабильности и функциональности охлаждения во время выполнения квантовых вычислений процессорами, а также в возможности соединения модулей без ущерба для условий, необходимых для кубитов.
Хотя это заметный прогресс, технология все еще находится на начальной стадии. IBM смогла подключить два модуля и поддерживать их при требуемых температурах, выполняя также простые операции с процессором Flamingo.
Однако это не означает, что компания уже доказала выполнение сложных квантовых операций между различными модулями; это остается будущей задачей проекта.
В ближайшие дни IBM планирует интегрировать процессоры Nighthawk в систему для продолжения тестирования архитектуры.
Внедрение модульной архитектуры запланировано на 2027 год, а главной целью на 2029 год является разработка квантового компьютера Starling.
Starling разработан для работы с 200 логическими кубитами и выполнения ста миллионов квантовых операций. В отличие от физических кубитов, которые подвержены сбоям, логические кубиты формируются из нескольких физических кубитов и используют методы коррекции ошибок для повышения надежности вычислений.
В этом контексте новая криогенная архитектура приобретает важность, поскольку она позволяет соединять различные квантовые процессоры, поддерживаемые при сверхнизких температурах, с целью создания инфраструктуры, способной поддерживать системы, намного более крупные, чем те, что возможны в одном модуле.
Тем не менее, доказательство наличия архитектуры, способной выполнять сложные операции между этими модулями, остается важнейшим этапом до того, как будет реализована концепция крупномасштабного отказоустойчивого квантового компьютера.