Днешните технологии за чипове се оказват приложими и за квантовите процесори
(снимка: CC0 Public Domain)
Оказва се, че обещаващите квантови процесори, с които се свързва бъдещето на компютрите, могат да се произвеждат на същите линии, на които сега се произвеждат конвенционалните силициеви чипове.
Британският стартъп Quantum Motion показа квантов чип с 1024 кубита, за производството на който са напълно подходящи съвременните технологични процеси и линии за полупроводници. Чипът е направен на конвенционална 300-мм подложка във фабриката на неназована компания, съобщи The Register.
Предложеното решение обещава безпрецедентно мащабиране на кубити и лекота на управление. Все пак разработчиците честно уточняват, че може да минат до 20 години преди появата на универсални квантови компютри.
Quantum Motion се занимава с така наречените спин кубити. Тук технологиите за производство на силициеви чипове се вписват възможно най-добре. Върху подложката се създават капани за единични електрони, чиито спинове определят квантовите състояния на тези частици. Те също играят ролята на кубити, които могат да бъдат контролирани и четени.
Intel също се научи как да възпроизвежда спинови кубити върху 300-милиметрови силициеви подложки, въпреки че в продължение на много години компанията не е напреднала по-далеч от 2-кубитови решения. На този фон 1024-кубитовият чип на Quantum Motion изглежда като истински пробив. Друг е въпросът дали наистина е така.
„Когато кажете „квантов компютър с общо предназначение“ или „квантов компютър с голям мащаб“, зависи какво имате предвид“, коментира Йонатан Коен, главен технически директор на Quantum Machines. „Ако искате да постигнете това, което се нарича устойчив на грешки мащабен квантов компютър, бих казал, че това ще отнеме от 10 до 15 или може би 20 години. И тогава наистина можем да използваме пълния потенциал на квантовия компютър, като например алгоритъма на Шор, който разбива RSA кода”.
Какъв е пробивът в разработката на Quantum Motion? Както при други подобни решения, полупроводниковият квантов чип се поставя в криогенна камера. Традиционно всеки кубит в такава камера се управлява от множество сигнални канали. Известно е, че схемите за четене и настройка на квантови състояния са много сложни и лесно се променят с всякакъв шум. Но разработчиците от Обединеното кралство и САЩ са измислили проста система за управление на въртящи се кубити, която изисква само 9 проводника за 1024-кубитов чип.
Това отваря пътя за мащабиране, но как ще бъде на практика, може само да се гадае. Компанията демонстрира, че съвременното производство на чипове по принцип е подходящо и за квантови процесори. На един 0,1 мм² чип Bloomsbury тя е успяла да постави 1024 квантови “точки”, чиито квантови състояния може да манипулира.
Самата Quantum Motion няма да разработва квантови процесори, което подсказва за редица проблеми, които все още предстои да бъдат решени. Вместо това фирмата ще се фокусира върху хардуерната и софтуерната инфраструктура, необходима за работата на квантовите системи.