З’явився перший програмований квантовий чип

Група дослідників і інженерів з канадської компанії Xanadu Quantum Technologies Inc., що працювали спільно з фахівцями з американського Національного інституту стандартів і технологій (NIST), розробила архітектуру програмованого фотонного квантового чипа, який здатний виконувати один з ряду доступних квантових алгоритмів. Більш того, вже були виготовлені дослідні зразки таких чіпів і на їх основі створено експериментальна квантова обчислювальна система, яка незабаром стане доступна потенційним замовникам через спеціалізований хмарний сервіс.

Нагадаємо нашим читачам, що переважна більшість існуючих сьогодні квантових комп’ютерів побудовані на основі однієї з двох базових архітектур — на основі надпровідних кубітів і на основі спійманих в спеціальну пастку іонних кубітів. Квантові процесори обох типів працюють тільки при наднизьких температурах, крім цього, у кожної архітектури є цілий ряд переваг і недоліків, які поки ще ускладнюють просування вперед технологій квантових обчислень.

Ще великою кількістю переваг має технологія фотонних квантових обчислень. А головною перевагою є те, що засновані на фотоніці системи здатні працювати навіть при кімнатній температурі. Однак, такий підхід вважався раніше менш практичним через складні проблем, пов’язаних зі стабілізацією і збереженням квантових станів кубітів, і через проблеми з перетвореннями квантових станів в оптичні або електричні сигнали.

Дослідникам з компанії Xanadu все ж вдалося успішно вирішити ряд проблем, що дозволило їм створити робочий програмований квантовий квантовий чип. Цей чіп, який отримав назву X8 PQPU (photonic quantum processing unit), здатний самостійно виконувати будь-який з набору доступних алгоритмів. Більш того, архітектура цього чіпа є масштабованої і в майбутньому можна буде створити подібні чіпи, які мають більшу кількість кубітів.

Ключовим моментом нового чіпа є джерело «стисненого світла», яке перетворює що надходять ззовні імпульси інфрачервоного лазера за допомогою безлічі мікроскопічних резонаторів. Це дозволяє реалізувати технологію динамічної зміни алгоритму обробки і безперервних квантових обчислень. Це, як раз, і є головною відмінністю системи компанії Xanadu від інших подібних систем, в основі яких лежать джерела одиничних фотонів.

Як уже згадувалося вище, представники компанії Xanadu відзначили, що їх система є першою фотонної квантової обчислювальної платформою, яка стане доступною громадськості у вигляді спеціалізованого хмарного сервісу. На першому етапі ті люди, які будуть запускати свої квантові додатки в «хмарі» зможуть вибирати системи з 8 і 12 кубитами, а в подальшому кількість кубітів буде збільшено, що дозволить запускати на цій системі ще більш складні завдання. Джерело