Новый процессор IBM преодолел отметку в 100 кубитов полезных вычислений

Компания IBM преодолела серьезное препятствие на пути к полезности квантовых вычислений, разработав квантовый процессор Eagle со 127 функциональными кубитами. Таким образом IBM стала первой компанией, преодолевшей отметку в 100 кубитов, что является интересной вехой, потому что взаимодействие такого количества кубитов не может быть смоделировано с использованием современного классического вычислительного оборудования и алгоритмов.

По словам директора по исследованиям в IBM Дарио Гила (Darío Gil), компания намерена в течение двух следующих лет разработать первый процессор на 1 тыс. кубитов. Как сообщил Гил, новый рекорд кубитов является результатом нескольких разработок, которые были впервые объединены. Во-первых, IBM перешла на так называемую «тяжелую шестнадцатеричную» компоновку кубита, объединяющую кубиты в набор шестиугольников с общими сторонами. Данный подход позволяет кубитам с меньшей вероятностью влиять на своих соседей, приводя к ошибкам.

В то время как кубиты остаются на одном уровне внутри процессора, процессор в целом использует дополнительные уровни для размещения сигнальных проводов, которые позволяют управлять кубитами и считывать их. Это обычное явление для традиционных микросхем, но новое для мира квантовых вычислений. Провода также могут передавать мультиплексированные сигналы.

Другие важные достижения включали возможность настраивать частоты микроволн, на которые реагирует каждый отдельный кубит, предотвращая так называемые «коллизии», когда сигнал, предназначенный для одного кубита, также может изменять поведение других. По словам Гила квантовый «компилятор» устанавливает последовательность операций, выполняющих вычисления на квантовом оборудовании, и также может помочь избежать «коллизий».

Наконец, IBM снизила частоту ошибок основного функционального блока двухкубитного вентиля до 0,001. Это очень важно, ведь если частота ошибок останется постоянной при увеличении количества кубитов, большое количество вычислений, скорее всего, будет сопровождаться ошибками.