IBM представила новую модульную сверххолодную систему, которая должна связать между собой сотни чипов квантовых компьютеров и помочь устранить один из главных технических узких мест в этой сфере. В компании считают, что такие «квантовые холодильники» позволят создать первый в мире отказоустойчивый квантовый компьютер к 2029 году. Речь идет о системах, где применяется квантовая коррекция ошибок, чтобы в реальном времени подавлять шум и не прерывать вычисления.
По замыслу IBM, отказоустойчивость откроет путь к новым исследованиям в химии, материаловедении и теоретической физике. Ученые смогут проводить квантовые операции далеко за пределами возможностей современных суперкомпьютеров и не опасаться, что ошибки испортят результат. По данным IBM, именно инфраструктура долгое время мешала переходу от сегодняшних уязвимых систем к более надежным квантовым машинам.
Новый криогенный комплекс состоит из отдельных модулей высотой 8 футов 2,4 м и шириной 8 футов, а их внутренняя емкость составляет около 9 кубических футов 0,25 куб. м. Внешне он напоминает бытовой холодильник, но способен охлаждаться до 10 милликелвинов, что почти соответствует абсолютному нулю и более чем в 180 раз холоднее глубокого космоса. Такие температуры нужны для нормальной работы сверхпроводящих квантовых процессоров IBM, а модульная схема позволяет наращивать систему поэтапно.
В IBM утверждают, что впервые удалось показать связь между квантовыми процессорами, расположенными в разных криогенных модулях. Для этого используются L-couplers — сверхпроводящие кабели длиной примерно 1 м, которые позволяют выполнять те же операции, что и межчиповые соединения на самом кристалле. Как пояснил вице-президент IBM по квантовым операциям Оливер Дайл, именно такая схема и лежит в основе модульного подхода компании.
В компании рассчитывают начать внедрение новой криогенной архитектуры в 2027 году, а к 2029 году выйти на показатель в 100 млн квантовых операций за одну сессию вместе с запуском системы Starling. На первом этапе IBM планирует использовать 2–3 ячейки, которые будут поддерживать около 1 000 кубитов в общей сложности. При этом сами представители компании признают, что пока удалось лишь соединить и охладить 2 модуля, а сложные операции на них еще не проводились.
Технический директор IBM по квантовым вычислениям Джерри Чоу заявил, что ключевая задача сейчас связана не с одной крупной прорывной идеей, а с большим числом инженерных решений в разных частях экосистемы. Он отметил, что речь идет о процессорах, программном уровне, системах управления, инфраструктуре и коррекции ошибок. В IBM также подчеркнули, что другие компании в сфере квантовых вычислений тоже стремятся к аналогичному результату.
