IBM создала самый большой квантовый сверхпроводниковый процессор на сегодняшний день

433 кубита разместились на интегральном чипе

Ученые из IBM смогли собрать самый большой квантовый вычислитель Osprey из 433 сверхпроводниковых кубитов, написал ресурс NewScientist. Это более чем в три раза превышает размер предыдущего рекорда компании в 127 кубитов и более чем в восемь раз — 53-кубитный вычислитель Google Sycamore.

Число кубитов у существующих на данный момент квантовых устройств не позволяет пока решать прикладные задачи. Квантовое превосходство, которое показал сверхпроводниковый процессор Sycamore, говорит лишь о том, что в некоторых специально выбранных задачах квантовый вычислитель оказывается быстрее классического. Для того, чтобы от абстрактных задач перейти к реальным, необходимы десятки и сотни тысяч кубитов.

Помимо наращивания числа кубитов, ученым приходится задумываться и над тем, как не сделать свой процессор очень громоздким как, например, получилось у группы ученых из Китая. Фотонный вычислитель, на котором они продемонстрировали квантовое превосходство, включает в себя оптический интерферометр, который был собран на оптическом столе с использованием объемной оптики (когда фотоны перемещаются по воздуху, а схема состоит из обычных зеркал, линз и других оптических элементов), именно поэтому для ее сборки требуется много места, а для настройки — большая точность. Избежать проблем с масштабируемостью можно, если перенести интерферометры на небольшие чипы с оптическими волноводами. И если фотонные схемы на интегральных чипах стали популярны недавно, то сверхпроводниковые вычислители с самого начала печатались на них.

Исследователи из IBM стремятся масштабировать процессоры на сверхпроводниках и на этот раз им удалось создать компактный интегральный чип с 433 кубитами. Самое сложное в создании чипа с большим числом сверхпроводниковых кубитов — избежать или значительно уменьшить нежелательное взаимодействие между кубитами. Чем больше кубитов необходимо уместить на чипе, тем плотнее они должны быть там расположены и тем технически сложнее бороться с перекрестным взаимодействием между кубитами.

Физики ставили перед собой задачу проверить возможно ли практически будет уместить такое число сверхпроводниковых кубитов на чип и при этом сохранить его работоспособность. Они не пытались использовать чип для каких-либо вычислений, поэтому пока нельзя предсказать, удастся ли им показать квантовое превосходство на прикладной задаче и сколько времени потребует настройка и программирование процессора. Тем не менее, к 2023 компания планирует разработать 1121-кубитный вычислитель.