Разделы

Бизнес Цифровизация Электроника Техника

Найден способ создания сверхдешевых квантовых компьютеров для работы при комнатной температуре

Технология, разработанная инженерами компании Oxford Ionics, позволит создавать работоспособные процессоры для квантовых вычислений, которые не потребуют сверхнизких температур для своей работы. Если работоспособность технологии подтвердится, это будет грандиозный шаг вперед к практическим квантовым компьютерам.

Магнитные ловушки вместо охлаждения

Британский стартап Oxford Ionics обещает массовое внедрение квантовых вычислений благодаря своей новой технологии. Для функционирования их версии квантового компьютера не потребуются охлаждающие установки стоимостью миллионы долларов, а кроме того, разработчики обещают, что их подход позволит максимально стабилизировать процесс вычислений на физическом (атомарном) уровне.

На сегодняшний день компании-гиганты, такие как IBM и Google, экспериментируют с квантовыми компьютерами, но это очень дорогие и ограниченные по возможностям системы. В их основе лежат специальные процессоры для квантовых вычислений, которые функционируют должным образом только при температуре, близкой к абсолютному нулю (-273 градуса Цельсия). При этом один-единственный атом, оказавшийся в чипе не там, где надо, может вызвать сбой в вычислениях.

Технология EQC (Electronic Qubit Control — контроль над кубитами электронными средствами), позволит обходиться без охлаждения до сверхнизких температур.

Как пишет издание The Next Web, суть технологии в том, чтобы подавать на традиционный микрочип переменные токи с разным напряжением, что обеспечит формирование вокруг них магнитных полей.

Каждый квантовый бит в такой системе состоит из отдельных атомов. В своем нормальном состоянии эти атомы находятся на одном месте слишком недолго, чтобы производить вычисления. Для их стабилизации они превращаются в ионы через удаление одного электрона. Ионы имеют электрический заряд, что позволяет фиксировать их на месте внутри магнитного поля — на микроскопическом расстоянии от самого чипа.

Сооснователь OxfordIonics доктор Крис Бэлланс (Chris Ballance) сравнивает этот эффект с игрушками, где с помощью магнитов объекты буквально подвешиваются в воздухе.

«Лучшее от двух миров»

«Результат — лучшее от двух миров: у нас выходит микросхема, которую можно изготавливать традиционным для компьютерных процессоров образом и которая будет работать при комнатной температуре, и при этом у нас получается и идеальный кубит, который состоит из отдельных ионов, подвешенных в магнитном поле над чипом. Поскольку кубиты не создаются специально, то и ошибки невозможны: природа гарантирует, что каждый отдельный атом абсолютно идентичен любому другому», — заявил Бэлланс.

В отличие от других систем, в которых применяется захват ионов магнитным полем, лазеры в разработках Oxford Ionics не применяются. Как пояснил Бэланс, такой подход эффективен только в очень малых системах, а на макроуровне (даже на уровне микросхем) их будет крайне сложно применять и интегрировать. Вдобавок, чем больше будут размеры процессора и количество кубитов, тем выше вероятность ошибок.

Пан или пропал: как коммуникации с сотрудниками спасают бизнес в условиях нехватки кадров
Цифровизация

При испытаниях система Oxford Ionics в своем нынешнем виде продемонстрировала, на первый взгляд, очень хорошие результаты, поставив ряд рекордов и по производительности вычислений, и по скорости работы, и по количеству ошибок. Исследования Бэлланса были упомянуты в прошлогодней публикации Нобелевского комитета, посвященной вручению Нобелевской премии по физике.

Инвесторы тоже обратили внимание на эти исследования: на прошлой неделе Oxford Ionics объявили о привлечение инвестиции на сумму 30 млн фунтов. Эти деньги будут направлены на то, чтобы вывести технологию на рынок.

По мнению Бэлланса, в ближайшие годы квантовые компьютеры начнут решать практические вычислительные проблемы, с которыми не справляются современные компьютеры.

«Цель крайне амбициозная и технология, по крайней мере, в ее поверхностном описании, выглядит многообещающе, — полагает Алексей Водясов, технический директор компании SEQ. — Но насколько такой подход окажется работоспособным, может показать действительно только практическое применение и решение реальных вычислительных проблем, посильных только для квантовых компьютеров. Если окажется, что система Oxford Ionics полностью отвечает ожиданиям, то это конечно будет рывок в направлении всеобщего распространения квантовых компьютеров. Сегодняшние экспериментальные воплощения — слишком непрактичны».

При этом он не предполагает, что технологии Oxford Ionics удастся интегрировать в процессоры общего применения. Более вероятно, что будут выпускаться специализированные устройства, которые, однако, будут работать в параллель с традиционными полупроводниковыми вычислительными системами. Сколько будет стоить производство таких процессоров, пока неизвестно.

Роман Георгиев