IBM впервые объединила два квантовых холодильника — вот почему это важно

Компания IBM продемонстрировала новый шаг на пути к объединению квантовых компьютеров, соединив две криогенные квантовые системы. Это достижение может помочь исследователям преодолеть ограничения, связанные с созданием всё более крупных процессоров внутри одной машины. Однако реальность гораздо интереснее. Квантовые компьютеры используют чрезвычайно чувствительные кубиты, требующие тщательно контролируемой среды. Причина проста. Квантовая информация легко искажается теплом, электромагнитными помехами и другими источниками шума. Именно поэтому многие сверхпроводящие квантовые компьютеры работают внутри специализированных криогенных систем, которые охлаждают их процессоры до температур, чрезвычайно близких к абсолютному нулю. Но создание одного огромного квантового компьютера создает серьезную инженерную проблему. По мере увеличения числа кубитов управление, охлаждение и соединение всех их становится все более сложным. Это открывает совершенно иную возможность. Вместо того чтобы помещать каждый кубит в один массивный процессор, исследователи в конечном итоге смогут соединить несколько квантовых процессоров вместе. Работа IBM по соединению криогенных систем важна, потому что она демонстрирует тип инфраструктуры, необходимой для такого подхода. Поэтому интересный вопрос заключается не просто в том, «Зачем соединять два квантовых компьютера?» А в следующем: *Смогут ли несколько меньших квантовых процессоров в конечном итоге работать вместе как одна большая квантовая система?* Несколько технологий должны работать вместе. *Квантовые процессоры* выполняют вычисления. *Криогенные системы* поддерживают чрезвычайно низкую температуру. *Управляющая электроника* манипулирует кубитами. И *Квантовые межсоединения* позволяют передавать информацию между отдельными процессорами. Вместе эти компоненты образуют основу потенциально модульного квантового компьютера. Но есть важное различие. Соединение двух криогенных систем не означает автоматически, что IBM создала большой отказоустойчивый квантовый компьютер. Квантовая информация по-прежнему должна передаваться точно, ошибки должны контролироваться, а отдельные процессоры должны работать вместе с чрезвычайно высокой надежностью. В этом и заключается сложность. Долгосрочная перспектива — это модульная архитектура, в которой отдельные квантовые процессоры могут взаимодействовать посредством тщательно спроектированных соединений. *Квантовый чип → Криогенный модуль → Квантовая связь → Множество модулей → Более крупная квантовая система* Если такой подход окажется эффективным в больших масштабах, квантовым компьютерам, возможно, не потребуется увеличиваться только за счет одного чипа. Они смогут расти, соединяя множество квантовых модулей вместе. И это может стать важным путем к созданию крупномасштабных машин, необходимых для практических квантовых вычислений. Поэтому настоящий прорыв может заключаться не в самих двух холодильниках. Он заключается в идее, что *квантовые компьютеры в конечном итоге могут быть построены как соединенные системы, а не как отдельные гигантские машины.* И именно за этим стоит следить.