IBM представи нова модулна, ултрастудена система, предназначена да свърже стотици квантови компютърни чипове, за да преодолее едно от най-големите инфраструктурни препятствия в тази област.

Компанията твърди, че новите ѝ „квантови фризери“ ще ѝ позволят да представи първия в света квантов компютър с устойчивост на грешки през 2029 г. Тези стабилни системи използват техники за квантова корекция на грешки, за да коригират шума в реално време и да изпълняват квантови операции без прекъсване.

Постигането на устойчивост на грешки ще позволи на компютърните учени да провеждат нови изследвания в широк спектър от области. Независимо дали става дума за химия, наука за материалите или теоретична физика, изследователите ще могат да извършват квантови операции, които далеч надхвърлят възможностите на съвременните суперкомпютри, без да се притесняват, че прекомерните грешки ще направят изчисленията безполезни.

Досега една от най-големите пречки, стоящи между днешните системи, склонни към грешки, и устойчивите на грешки свръхпроводящи квантови компютри, способни да изпълняват сто милиона операции безпроблемно, беше инфраструктурата. Представители на IBM твърдят, че са решили този проблем с помощта на своите модулни, взаимосвързани квантови хладилници.

Новата криогенна система се състои от отделни модули с размери 2.4 м височина и 2 м ширина, с вътрешен обем от около 0.25 кубични м.

Машината прилича на битов хладилник и работи по подобен начин, но може да достигне температури до 10 миликелвина (минус 459.65 градуса по Фаренхайт, или минус 273.14 градуса по Целзий) ‪—‬ близо до абсолютната нула, най-ниската възможна теоретична температура — което е над 180 пъти по-студено от дълбокия космос.

Тези изключително ниски температури са необходими за правилното функциониране на свръхпроводящите квантови процесорни единици (QPU) на IBM, а модулната конструкция позволява на инженерите да разширяват възможностите на системата и да увеличават мощността ѝ поетапно.

Според представители на IBM този важен момент бележи първия случай, в който учените са демонстрирали взаимосвързаност между квантови процесори (QPU) в отделни криогенни модули.

Точно като своите класически компютърни аналози, свръхпроводящите квантови компютри използват вградени схеми, или „врата“, за извършване на изчислителни операции. Инженерите обаче могат да поместят ограничен брой кубити на чип, а всеки чип трябва да бъде охладен до температура под 15 mK (минус 459,64 F или минус 273,14 C), за да функционира правилно в архитектурата на IBM.

Това се дължи на факта, че кубитите по своята същност са „шумни“ – което означава, че по природа са много по-податливи на грешки от конвенционалните изчислителни компоненти. За да се възползват от квантовомеханичните свойства на свръхпроводящите метали в кубитите, без изчисленията да се провалят, учените трябва да сведат до минимум смущенията от топлината, както и от други стимули като електромагнитни вълни.

За да постигнат тези температури в новите хладилници, инженерите използват криогенно оборудване от трети страни, което разчита на хелиеви криокомпресори, съчетани с търговски двигатели за разредно охлаждане. Те осигуряват термична защита чрез вакуумно запечатани корпуси, уплътнения срещу електромагнитни смущения и многослойни топлоизолационни екрани от майлар.

Необходими са повече от четири дни, за да достигнат модулите температура от около 4 K (минус 452.47 F, или минус 269.15 C), като окончателното понижение до температури под 15 mK настъпва малко след това, заявиха представители на IBM в изявление.

Снимка: Unsplash/IBM

Виж още: iPhone 20 Pro: преработеният модел на юбилейния iPhone не е отменен, но ще бъде различен