🇯🇵 Квантовые компьютеры. Кремниевые квантовые компьютеры. Вести из лабораторий. Япония

В Hitachi хотят внедрить в квантовые компьютеры две новые технологии

Hitachi в августе 2026 года объявила о разработке двух технологий, которые должны помочь перейти от экспериментальных квантовых систем к промышленным. Обе решают проблемы, без которых невозможно масштабирование - рост числа проводников и ошибки при переносе квантовой информации.

✦ Первая технология: архитектура "кросс-бар" вместо индивидуальных управляющих проводников

В традиционной схеме каждый кубит (квантовый разряд) требует отдельного управляющего проводника. При наращивании числа кубитов проводников становится так много, что возникают проблемы с компоновкой и охлаждением. Hitachi предложила архитектуру «кроссбар» с общими управляющими вентилями - это как матрица, в которой кубиты подключены к общим линиям, подобно тому, как в современной памяти. Вместо индивидуальной проводки к каждому кубиту - общие шины, что резко сокращает число необходимых соединений.

Совместно с бельгийским исследовательским центром imec на стандартных 300-мм кремниевых пластинах уже изготовлена тестовая матрица 4×4 (16 кубитов): сформированы все квантовые точки (места, где «живут» кубиты) и проверено выполнение части операций. Полноценная работа всех 16 кубитов пока не продемонстрирована.

✦ Вторая технология: плавное управление электронами

Роль кубитов в кремниевых квантовых процессорах играют электроны, несущие квантовую информацию. Чтобы кубиты могли взаимодействовать, электроны нужно перемещать между квантовыми точками - этот процесс называется электронным транспортом (или шаттлингом). Если электроны ускорять и тормозить сравнительно резко, это зачастую разрушает их квантовое состояние и приводит к ошибкам.

Hitachi разработала технологию фазовой модуляции напряжения - это как, если плавно подавать вперед педаль газа, не пытаясь одним движением вдавить педаль в пол. Электрон разгоняется и тормозится постепенно, без скачков, что сохраняет его квантовое состояние и снижает процент ошибок. Пока что метод проверен только в квантово-физических симуляциях, поэтому еще предстоит подождать – что получится в реальном мире.

Что дальше?

2027 год - открытый облачный доступ к квантовой системе для исследователей

2028 год - прототип на 100 кубитов с квантовой коррекцией ошибок

2030 год - система на 1000 кубитов

💎 Hitachi - не единственная компания, кто делает ставку на кремний в разработке квантовых компьютеров. Другие игроки тоже движутся в этом направлении: imec и австралийский стартап Diraq в июле 2026 года продемонстрировали работу 8 кремниевых кубитов, изготовленных по CMOS-совместимому процессу на 300-мм пластинах.

Кремниевый путь привлекателен тем, что использует уже существующие полупроводниковые заводы и технологии, которые намного проще масштабировать, чем при работе с экзотическими материалами. Hitachi рассчитывает, что её новые технологии логично продолжают этот подход. ||

✓ Подпишитесь на RUSmicro в Telegram | в Max