IBM соединила два криогенных модуля при температуре ниже 15 милликельвинов и открыла путь к масштабируемым квантовым компьютерам

IBM продемонстрировала новый подход к охлаждению квантовых процессоров: вместо одного монолитного криостата компания собрала установку из отдельных криогенных ячеек, которые можно соединять друг с другом. Каждый модуль имеет собственную вакуумную камеру, систему охлаждения и несколько тепловых экранов, а при стыковке их защиты образуют общий криогенный туннель для линий связи между процессорами.

Два первых соединённых модуля превышают 2,4 метра в высоту и столько же в ширину. Они были охлаждены до 4 кельвинов менее чем за пять дней, после чего температура опустилась ниже 15 милликельвинов, то есть 0,015 кельвина. Для сравнения: реликтовое излучение, заполняющее Вселенную, соответствует примерно 2,7 кельвина, так что рабочий режим установки примерно в 180 раз холоднее глубокого космоса. Главное достижение состоит не в самом рекорде холода, а в способности поддерживать его в достаточно просторной, насыщенной кабелями и расширяемой системе.

Смысл конструкции в том, что сверхпроводящие кубиты крайне чувствительны к тепловому шуму: нагрев вызывает декогеренцию и рост ошибок вычислений. Чем больше кубитов, тем сложнее задача охлаждения и тем больше требуется соединений для управления и считывания. Новые ячейки дают до двенадцати раз больше пространства для проводки, чем типовые системы IBM, а их коробчатая форма позволяет сблизить процессоры и укоротить связи.

Следующий шаг — разместить в этих модулях процессоры Nighthawk и проверить архитектуру на реальных квантовых чипах. Здесь же IBM планирует задействовать L-couplers — межсоединения для передачи квантовой информации между отдельными чипами. В 2027 году компания рассчитывает объединить несколько процессоров в систему как минимум из 1000 программируемых кубитов, а в перспективе каждая криогенная ячейка сможет вмещать тысячи кубитов.

Конечная цель этой программы — квантовый компьютер Starling, намеченный на 2029 год: 200 логических кубит, защищённых коррекцией ошибок, и способность выполнять до 100 млн квантовых операций.

#news #кванты #чипы

https://www.futura-sciences.com/tech/actualites/ordinateur-quantique-temperature-presque-200-fois-plus-froide-espace-profond-ibm-leve-principal-verrou-ordinateur-quantique-137713/