Стартап разработал квантовый процессор размером с графическую карту

Современные квантовые компьютеры – громадные и крайне чувствительные машины. Их необходимо изолировать от всего, что может нарушить вычисления. Для этого их помещают в вакуумные камеры, где на кубометр пространства остается всего несколько молекул, и окружают электромагнитными полями.

Кроме того, таким машинам требуется низкая температура.

Любой атом теплее абсолютного нуля по определению находится в состоянии вибрации, а температура выше 10–15 тысячных градуса выше этой отметки мешает кубитам поддерживать когерентность. Поэтому большинству квантовых компьютеров для корректной работы необходимо сложное оборудование криогенного охлаждения, https://newatlas.com/quantum-computing/quantum-computing-des... New Atlas.

Все эти условия не слишком соответствуют образу доступного и портативного квантового компьютера, но стартап Quantum Brilliance заявил о разработке квантового микропроцессора, который отлично работает при комнатной температуре. Пока он размером с одну стойку, но вскоре уменьшится до графической карты, а потом сможет поместиться и внутри мобильного устройства.

Состоит квантовый компьютер Quantum Brilliance, судя по технической документации, из массива процессорных узлов, каждый из которых содержит так называемый NV-центр (азотно-замещенную вакансию в алмазе) и кластер ядерных спинов. Спины ядер выступают в качестве кубитов компьютера, а NV-центры выполняют роль транспорта для операций с множеством кубитов. Квантовые вычисления управляются посредством радиочастот, микроволн, оптических и магнитных полей.

На самом деле, кубиты, действующие при комнатной температуре, существуют в экспериментальной науке свыше 20 лет.

Достижение стартапа в том, что он придумал, как можно изготовить и собрать все необходимые крошечные элементы вместе, а также уменьшить и интегрировать управляющие структуры, необходимые для получения и обработки информации.

«Мы используем фундаментальное свойство ядерного спина, а не спина электрона, - объяснил Марк Маттингли-Скотт, руководитель немецкого филиала компании. – Атом менее чувствителен к температурным колебаниям, например, чем электрон, поэтому мы можем повысить температуру до комнатной. В NV-центре есть дыра, с помощью которой мы можем взаимодействовать с кубитами. Взаимодействий много, так что мы в потенциале получаем несколько кубитов на одну вакансию».

Стартап уже построил несколько 5-кубитных процессоров размером со стойку, а в 2025 году планирует выйти на рынок с «квантовым ускорителем» на 50 кубитов. Примерно через десять лет разработчики надеются выпустить систему на чипе для мобильных устройств.

Для работы квантовых компьютеров на основе фотонов https://hightech.plus/2021/09/21/proriv-v-kvantovih-chipah-z... мощные магниты и сверхнизкая температура, которые позволяют получить закрученный свет. Японские ученые нашли способ получить такой свет при комнатной температуре и без магнитов.