10 mK е цената на стабилността на кубита, а кодът ви най-накрая ще заработи на истински хардуер

В Япония беше пуснат в действие първият свръхпроводников квантов компютър, изработен изцяло от местни компоненти и софтуер. Разработката беше представена в Центъра за квантова информация и квантова биология към Университета в Осака (QIQB).

Проектът демонстрира технологичните възможности на страната в областта на квантовите изчисления и способността ѝ самостоятелно да проектира, произвежда и интегрира цялостен квантов комплекс. Посетителите на Expo 2025 в Осака ще могат лично да тестват системата на отделен щанд.

В основата на тези компютри са квантовите битове – кубити – които използват ефектите на суперпозиция и заплитане. За разлика от обикновените битове, които приемат стойност 0 или 1, кубитите могат да се намират в няколко състояния едновременно, което позволява решаването на проблеми, недостъпни за класическите компютри.

Всички ключови хардуерни елементи на квантовото съоръжение са произведени в Япония – от редукционния хладилник, който охлажда кубитите до 10 миликелвина, до импулсния тръбен хладилник за първоначалните стъпки на охлаждане. По този начин страната намалява зависимостта си от вноса и разчита на технологична автономия.

Разработката съчетава инженерни области от криогениката и микрообработката до електронните системи за управление и алгоритмите за корекция на грешките, събрани в единна архитектура на квантов компютър.

Заедно с хардуера е създадена и мощна софтуерна среда – Open Quantum Toolchain for Operators and Users (OQTOPUS). Този инструментариум с отворен код е разработен в Осака и включва потребителски интерфейс и системи за управление, опростяващи програмирането, управлението и наблюдението на квантовото оборудване.

Към проекта се присъединиха водещи академични и промишлени участници: RIKEN, ULVAC, ULVAC CRYOGENICS, e-trees.Japan, QuEL, QunaSys, Systems Engineering Consultants, TIS и Fujitsu. Те допринесоха за укрепването на вътрешната екосистема на квантовите технологии.

Експонатите на новия компютър ще бъдат показани на изложението Expo 2025 от 14-ти до 20-ти август в Осака. С участието на професор Акихиро Кубота от Университета по изкуствата Тама изложбата ще включва цифрово изкуство, създадено от квантовия компютър.

Разработчиците смятат, че подобни системи могат да помогнат за решаването на глобални предизвикателства – от създаването на нови материали до оптимизирането на сложни процеси за намаляване въздействието върху околната среда. Очаква се те да променят ежедневието, като ускорят напредъка в машинното обучение и свързаните с него области.