Кремний отыгрывается

Две австралийские компании, Iceberg Quantum и Diraq, показали как тысяча логических кубитов собирается из 150 тысяч физических, и это вдесятеро экономнее прежних оценок. Считали на CUDA-Q Logical, о котором мы писали в прошлом посте. А железо, на котором всё это должно однажды работать, — кремниевые спиновые кубиты.

Логический кубит собирают из сотен подверженных ошибкам физических так, что их ошибки взаимно гасятся, что и позволяет нормально производить вычисления. Вся гонка последних лет идёт за «курс обмена»: сколько физических кубитов уходит на один логический. Iceberg предлагает такую проверку ошибок кубитов, при котором этот курс падает примерно вдесятеро против прежних оценок.

Сами кремниевые спиновые кубиты устроены почти как обычные транзисторы. Только считывается в них не заряд, а направление, в котором вертится один-единственный электрон, запертый в квантовой точке размером около 50 нанометров.

Отсюда все достоинства. Такие чипы делаются на серийных 300-мм линиях CMOS — тех же, где печатают процессоры, без отдельных квантовых фабрик. Плотность выше в тысячи раз: спиновая точка — 50 нанометров, сверхпроводящий трансмон — около 200 микрометров. И работает хозяйство примерно при 1 кельвине вместо 10–20 милликельвин. Звучит как мелочь, а означает обычный гелий-4 вместо дефицитного гелия-3 и возможность засунуть управляющую электронику в тот же холодильник.

Сегодня кубитов у кремния — около дюжины. У сверхпроводников IBM больше тысячи, у ионных ловушек Quantinuum под сотню. И дюжина в данном случае — это не «маленький квантовый компьютер», это ноль: на один логический кубит нужны сотни физических, так что логических кубитов тут просто нет.

Дальше точность. Вентиль — элементарная операция над парой кубитов, и у кремния она проходит без ошибки в 99%, у ионов — 99,92%. Причём порог, ниже которого коррекция только добавляет ошибок, кремний перешагнул лишь недавно.

Кремниевый кубит связан только с теми, что лежат вплотную. Чтобы свести два дальних, нужна цепочка обменов, а это увеличивает ошибки. У ионов в ловушке любой работает с любым, и коррекция обходится им дешевле. В итоге сотня ионов считает лучше тысячи сверхпроводников.

По зрелости коррекции кремний отстаёт года на два. Google показала работу ниже порога на Willow в конце 2024-го, Quantinuum давно считает с коррекцией, а кремний добрался до первых логических операций в начале 2026-го.

Но главная проблема впереди: нельзя сделать одинаковые квантовые точки: рабочие частоты и напряжения гуляют от кубита к кубиту. На дюжине это лечится ручной калибровкой, а как быть на миллионе, можно понять только начав делать миллион кубитов.

Забавно тут еще то, что весь Iceberg Quantum — это всего-то трое выпускников Сиднейского университета и $6 млн посевных от LocalGlobe, Blackbird и DCVC, полученных в феврале. Тогда же они заявили, что их архитектура позволит вскрыть RSA-2048 сотней тысяч кубитов вместо прежних миллионов.

Конечно, позавчерашняя демонстрация — это только моделирование. Тысяча логических кубитов посчитана, но не построена. И даже в этой благоприятной теории для них потребуется 150 000 физических кубитов. Сегодня в железе у Diraq их восемь.

Читайте «Неквантовать!» в Telegram и Максе!