Новий квантовий процесор, побудований на основі кремнію, незабаром стане доступним для кількох університетів та інших установ у США, що потенційно дасть більшій кількості дослідників можливість попрацювати з апаратним забезпеченням квантових обчислень з перших рук.
Розроблений виробником комп’ютерних чіпів Intel, є надія, що новий процесор, який пропонує вдвічі більше кубітів, ніж аналогічний компонент, оголошений минулого року , сприятиме дослідженню квантових обчислень і наблизить цю технологію до практичної реальності.
Попри те, що технологія квантових обчислень просувається стрімко, пристрої все ще більше схожі на прототипи або докази концепції, ніж на практичні машини, схильні до проблем зі стабільністю та помилок і вимагають надто специфічних лабораторних умов .
Новий 12-кубітний квантовий процесор Intel (або QPU), який отримав назву Tunnel Falls, був розроблений для залучення вчених у пошуках повної реалізації потенціалу квантових обчислень.
«Tunnel Falls — це найдосконаліша нині кремнієва мікросхема спін-кубітів Intel, яка спирається на десятиліття досвіду компанії в розробці транзисторів і виробництві», — говорить Джим Кларк, директор відділу Quantum Hardware в Intel.
«Випуск нового чіпа є наступним кроком у довгостроковій стратегії Intel зі створення повноцінної комерційної квантової обчислювальної системи».
Так само, як біт є одиницею обчислення в класичному комп’ютері, кубіт є фундаментальним для квантових версій.
Біти представляють один із двох станів, які складаються в послідовності, які можуть зберігати інформацію та виконувати прості логічні завдання. Кубіти представляють складні суміші станів. У поєднанні або «заплутаному» з іншими кубітами ці системи можна використовувати для виконання унікальних операцій, виконання яких займе непрактичний час для рядка традиційних бітів.
Компанії, включаючи Google і IBM , використовують різні підходи до Intel, створюючи потужні версії технології, доступ до яких здійснюється віддалено за допомогою програмного забезпечення, а не розповсюдження самого апаратного забезпечення.
Роблячи ставку на QPU, які працюють на кремнії, як і звичайні процесори в наших сучасних комп’ютерах, Intel хоче полегшити перехід до квантових обчислень. Згідно з Nature Electronics , «Silicon може бути платформою з найбільшим потенціалом для створення розширених квантових обчислень».
Так само, як існують різні способи зберігання двійкової інформації, існують різні підходи до ізоляції, заплутування та читання кубітів. У чіпах Intel, включаючи Tunnel Falls, крихітні структури, які називаються квантовими точками, захоплюють окремі електрони, які потім можуть використовуватися для зберігання та зчитування квантової інформації завдяки властивості, відомої як спін.
Ці мікросхеми можна виробляти лише за допомогою кількох змін на звичайних виробничих лініях Intel, кажуть у компанії .
Це, своєю чергою, робить їх більш простими у виробництві, ніж інші типи кубітів, які ми бачили, хоча ми все ще говоримо про неймовірно делікатну та складну технологію. Коли буде створено більше кубітів, Intel зможе поділитися ними з іншими дослідниками.
«Цей рівень складності дозволяє нам впроваджувати новаторські квантові операції та алгоритми в багатокубітному режимі та прискорювати рівень навчання в квантових системах на основі кремнію», — каже Дуайт Луман , технічний співробітник національних лабораторій Сандіа Міністерства енергетики США. .
Команди, включно з національними лабораторіями Sandia, повинні мати можливість працювати над покращенням продуктивності цих QPU і зниженням рівня помилок , що є вічною проблемою, коли справа стосується розробки квантових комп’ютерів .
Не всі погоджуються, що кремній — це шлях вперед для квантових обчислень, але попередні дослідження показали, що розміщення квантових комп’ютерів на компонентах, які використовуються в звичайних класичних обчисленнях, може бути можливим підходом .
Різноманітні підходи можуть бути саме тим, що нам потрібно для вирішення проблем у квантових обчисленнях, що в кінцевому підсумку призведе до систем, здатних вирішувати величезні обчислювальні завдання, які виходять далеко за межі того, що здатні сучасні машини.
«Хоч на шляху до відмовостійкого квантового комп’ютера все ще існують фундаментальні питання та проблеми, які необхідно вирішити , академічна спільнота тепер може досліджувати цю технологію та прискорити розвиток досліджень», — каже Кларк.
