Стъпка в бъдещето: Австралийски учени първи създадоха високотемпературен квантов процесор

Изследователи от Университета на Нов Южен Уелс в Австралия (UNSW) първи успяха да демонстрират жизнеспособността на „горещи кюбити“ – концепция, която досега се възприемаше само на теория. Разработените от учените спинови кюбити са в състояние да извършват операции при температури, 20 пъти по-високи от тези на свръхпроводящите кюбитни системи на IBM и Google.

Това е стъпка към бъдещето на практическите квантови изчисления, твърдят разработчиците.

В миналото специалистите на UNSW многократно са доказвали своята стойност в разработването на платформи за квантови изчисления. Новият проект обещава да направи квантовите компютри по-евтини и по-надеждни благодарение на сравнително големия скок в системите за охлаждане, необходими за работа. Ако квантовият процесор бъде реализиран с помощта на новата технология, системата ще трябва да се охлажда не до части от K близо до абсолютната нула, а само до 1 K (келвин) или -272 °C вместо -273,15 °C.

На пръв поглед разликата е незначителна, но в действителност тя представлява условна пропаст между двата показателя и то не само защото би било по-лесно и по-евтино да се охлади до 1 K, отколкото до 0 K. При -272 °C вече може да работи силициева електроника, което ще позволи директно свързване на квантови (кюбитови) процесори и конвенционални процесори.

Това означава, че цялата платформа ще се помещава под един термоизолиращ кожух, без да е необходимо да се осъществява интерфейс между блокове с различни нива на охлаждане. Ще бъде по-лесно да се мащабират такива решения и ще бъде възможно да се използва класическа логика за коригиране на грешки на квантови алгоритми.

„Въпреки че нашите квантови процесори все още се нуждаят от охлаждане, разходите и сложността на цялата система значително намаляват при тези повишени температури. Бяхме мотивирани от предизвикателството да постигнем високопрецизен контрол на кюбита, инициализация и четене при повишени температури.“

казват разработчиците

Спин-кубитовите квантови процесори на Intel работят при температури, по-ниски от 1 К, което прави платформата на компанията по-сложна и скъпа. В същото време Intel изгражда класическа логика за управление на кюбити при охлаждане до свръхниски температури, като например 22 nm чипсет Horse Ridge. SoC Horse Ridge обаче не може да се охлажда под 4 K, което налага те да се охлаждат отделно и да се свързват чрез термичен интерфейс.

Разработката на австралийските учени е дала възможност да се намали забележимо разликата в охлаждането на квантовите процесори и логиката и изглежда, че това постепенно ще направи възможно създаването на обща или хибридна квантова платформа.