IBM Research выводит квантовые технологии на порог внедрения

На ежегодном собрании Американского физического общества, проходящем в эти дни в Бостоне (штат Массачусетс) сотрудники IBM Research сообщили о рекордных результатах по уменьшению ошибок элементарных квантовых вычислений и сохранению целостности квантово-механических свойств кубитов.

Борьба с ошибками, вносимыми такими факторами как тепло, электромагнитное излучение и дефекты материала, это наиболее актуальная проблема на пути создания квантовых компьютеров. Ученые годами экспериментируют в поиске новых методик снижения количества ошибок и увеличения периода стабильности состояний кубитов. Если такое время достаточно велико — то возрастает эффективность схем коррекции ошибок, делая возможными длинные и сложные расчеты.

3D-кубит

В своих работах исследователи IBM сосредоточились на сверхпроводящих кубитах, как наиболее удобных с точки зрения перехода к производству и масштабированию. В последнее время их внимание привлек «трехмерный» кубит — технология, изначально созданная в Йельском университете. Используя сверхпроводящие 3D-кубиты размером около 1 мм, подвешенные в центре полости сапфирового чипа, ученые смогли довести период стабильности (когерентности) квантовых состояний до 100 микросекунд. Это в 2-4 раза превосходит прежние лучшие достижения и близко к минимальному пороговому значению, при котором коррекция ошибок становится эффективной, т.е. работы по практической реализации квантовых вычислений могут переходить к более широким технологическим аспектам масштабирования устройств.

Чип с тремя двумерными кубитами

В других экспериментах демонстрировались более традиционные «двумерные» кубиты — составленное из двух таких кубитов устройство выполняло базовую логическую операцию CNOT (controlled-NOT). Этот фундаментальный строительный блок будущих квантовых компьютеров давал правильные результаты в 95% случаев, отчасти благодаря большому времени когерентности — почти 10 мкс.

Исследователи отмечают, что новые результаты на три-четыре порядка превосходят достижения IBM трехлетней давности, и подводят квантовые технологии вплотную к грани создания полноценного компьютера. Они подчеркивают, что для этого потребуются объединенные усилия мирового научного сообщества и тесное взаимодействие индустрии с академическими учреждениями.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI