Rigetti оголосила про створення квантового процесора з 80 кубітами

Буквально днями представники компанії Rigetti, поле діяльності якої лежить в області квантових обчислень, оголосили про розробку нових і цікавих апаратних засобів. Зазначимо, що на поточний час компанія вже надає своїм клієнтам дистанційний доступ до квантового процесора Aspen-11, що володіє 40 кубітами. А незабаром обрані тестери з-поміж клієнтів отримають доступ до процесора наступного покоління, який з технічного погляду складатиметься з двох пов’язаних нових 40-кубітових чіпів з покращеною продуктивністю.

Крім цього, представники компанії Rigetti повідомили про експерименти, в яких використовується третій енергетичний квантовий стан, що перетворює традиційні кубіти на так звані кутрити. І якщо фахівцям компанії вдасться забезпечити стабільність цих кутритів, вони зможуть забезпечити обробку набагато більшої кількості даних та забезпечити виконання складніших квантових алгоритмів на тих самих апаратних засобах.

Як добре відомо нашим постійним читачам, одним із найкритичніших параметрів будь-якої квантової обчислювальної системи є коефіцієнт помилок, що зображає, наскільки часто кубіти процесора можуть втрачати свій квантовий стан внаслідок явища так званої квантової де когеренції.

З цієї точки зору, новий квантовий процесор Aspen-M демонструє вдвічі менший коефіцієнт помилок на операціях читання стану кубітів, ніж його попередник, процесор Aspen-11. З погляду аналогії тактової частоти, швидкості передачі сигналів, що спонукають кубіти виконувати окремі операції, процесор Aspen-M демонструє 2.5-кратне прискорення проти процесора Aspen-11. Це також позитивно позначається на ефективності роботи системи в цілому, за час, після якого кубіти втратить свій стан, новий процесор зможе виконати більшу кількість операцій або обробити більшу кількість даних.

Але найголовнішим досягненням фахівців компанії Rigetti у всьому цьому, безумовно, є новий спосіб об’єднання в єдине ціле кількох квантових процесорів, практична реалізація чого пов’язана з багатьма проблемами технічного плану. Якщо цей новий спосіб доведе на практиці свою працездатність та ефективність, він стане тією паличкою-виручалочкою, яка дозволить швидко та з мінімальними витратами нарощувати кількість кубітів квантових обчислювальних систем.

Повернемося до експериментів спеціалістів компанії з кутритами. Практично всі апаратні засоби що існує квантових систем побудовані на базі квантових бітів, що стали вже традиційними, кубітів, які можуть перебувати у двох квантових станах (0 і 1) і в стані квантової суперпозиції — одночасного знаходження кубіту у двох станах. Кутрит, на відміну від кубіта, може бути в трьох основних станах, 0, 1 і 2, і в стані суперпозиції, яке може містити будь-яку з можливих комбінацій двох або трьох базових значень, що істотно збільшує інформаційну місткість.

Проте, практична реалізація кутриту пов’язана з проблемами, що стосуються енергетичних рівнів кожного стану. Якщо стани 0 і 1 мають досить велику різницю в енергії кубіту або кутриту, стани 1 і 2 розділяються набагато меншою кількістю енергії. Це, своєю чергою, ускладнює процес визначення стану кубіту або кутриту, на цей процес надають більший вплив теплові та інші шуми, а процедура встановлення початкового стану кутриту повинна працювати набагато точніше за процедуру встановлення стану кубіту.

Але фахівці компанії Rigetti, схоже, вирішили всі згадані вище проблеми, зробивши деякі незначні зміни конструкції кубітів і змінивши контрольне програмне забезпечення, яке тепер отримало можливість оперування третім, найвищим енергетичним станом. Тепер тільки залишається чекати на те, коли реальні користувачі спробують використати всі переваги кутритів на практиці та це покаже, наскільки корисним може бути це нововведення, враховуючи рівень розвитку сучасних квантових апаратних та програмних засобів. Джерело