IBM створила найбільший квантовий надпровідниковий процесор

Вчені з IBM змогли зібрати найбільший квантовий обчислювач Osprey із 433 надпровідникових кубітів, написав ресурс NewScientist. Це більш ніж утричі перевищує розмір попереднього рекорду компанії в 127 кубітів і більш як у вісім разів – 53-кубітний обчислювач Google Sycamore.

Число кубітів у що існує на цей час квантових пристроїв не дозволяє вирішувати прикладні завдання. Квантова перевага, яку показав надпровідниковий процесор Sycamore, говорить лише про те, що в деяких спеціально вибраних завданнях квантовий обчислювач виявляється швидше за класичний. Для того, щоб від абстрактних завдань перейти до реальних, необхідні десятки та сотні тисяч кубітів.

Крім нарощування числа кубитів, вченим доводиться замислюватися і над тим, як не зробити свій процесор дуже громіздким, як, наприклад, вийшло у групи вчених з Китаю. Фотонний обчислювач, на якому вони продемонстрували квантову перевагу, включає оптичний інтерферометр, який був зібраний на оптичному столі з використанням об’ємної оптики (коли фотони переміщаються по повітрю, а схема складається зі звичайних дзеркал, лінз та інших оптичних елементів), саме тому для її складання потрібно багато місця, а для налаштування — велика точність. Уникнути проблем із масштабованістю можна, якщо перенести інтерферометри на невеликі чіпи з оптичними хвилеводами. І якщо фотонні схеми на інтегральних чіпах стали популярні нещодавно, то надпровідникові обчислювачі від початку друкувалися ними.

Дослідники з IBM прагнуть масштабувати процесори на надпровідниках і цього разу їм вдалося створити компактний інтегральний чіп із 433 кубитами. Найскладніше у створенні чіпа з великою кількістю надпровідникових кубітів — уникнути чи значно зменшити небажану взаємодію між кубитами. Чим більше кубитів необхідно помістити на чіпі, тим щільніше вони повинні бути там розташовані і тим технічніше складніше боротися з перехресною взаємодією між кубитами.

Фізики ставили перед собою завдання перевірити чи практично буде вмістити таке число надпровідникових кубітів на чіп і при цьому зберегти його працездатність. Вони не намагалися використовувати чіп для будь-яких обчислень, тому поки не можна передбачити, чи вдасться їм показати квантову перевагу на прикладній задачі й скільки часу вимагатиме налаштування та програмування процесора. З усім тим, до 2023 року компанія планує розробити 1121-кубітний обчислювач.