На выставке CES 2018 компания Intel представила всеобщему вниманию свой опытный вариант сверхпроводящего квантового чипа, на кристалле которого расположено 49 квантовых битов, кубитов. Этим самым компания Intel догнала других технических “гигантов”, Google и IBM, участвующих в гонке по созданию работоспособных квантовых вычислительных систем. Отметим, что согласно имеющейся теории, чипа с 49 кубитами будет достаточно для демонстрации так называемого квантового превосходства, уровня, когда производительность квантовых вычислительных систем во много раз превысит производительность даже самых мощных современных суперкомпьютеров.
“Приблизительно 50 кубитов является интересным пределом с научной точки зрения” – рассказывает Майкл Мейберри (Michael Mayberry), исполнительный директор компании Intel, – “С имеющимися у нас сейчас вычислительными мощностями мы уже не можем ни смоделировать, ни предсказать поведение такого чипа с достаточной точностью”.
Новый квантовый чип, получивший название Tangle Lake, основан практически на тех же самых принципах, которые были использованы для создания предыдущего чипа с 17 кубитами. Отметим, что 17 кубитов являются минимальным числом, при котором становится возможной работа технологии программной коррекции ошибок. Более того, именно для этого чипа в свое время была разработана так называемая технология “перевернутого кристалла”, которая позволяет оградить квантовые биты от пагубного влияния различных внешних факторов, упаковать кубиты и цепи управления более плотно, чем при традиционном варианте.
В настоящее время элементы сверхпроводящих схем самих кубитов и сопутствующих компонентов работают при температуре в 20 милликельвинов. Одной из целей, поставленных перед специалистами компании, является повышение рабочей температуры квантовых чипов до более высокой температуры. Помимо этого, в “дорожной карте” компании значится создание квантовой системы, насчитывающей тысячу кубитов, на протяжении следующих 5-7 лет. Эта цифра выглядит достаточно большой на нынешний момент времени, однако, здесь следует учесть, что результаты множества экспертных оценок указывают на то, что универсальные квантовые компьютеры, способные решать практические задачи, должны будут иметь как минимум один миллион кубитов.
Исследования, проведенные участниками группы QuTech, показали, что достичь такого количества кубитов на одном кристалле можно будет только путем замены сверхпроводящих кубитов на кубиты, использующие вращение электронов, спин. Такие кубиты могут быть изготовлены при помощи существующих технологий и их применение позволит создавать квантовые системы масштабирующиеся в пределах от тысяч до нескольких миллионов кубитов. И буквально недавно исследователи Intel уже разработали технологию, позволяющую изготавливать кремниевые спиновые кубиты на стандартных 300-мм подложках, используемых при производстве обычных микропроцессоров.