Физики из австрийского Инсбрукского университета имени Леопольда и Франца собрали рабочий прототип 24-кубитного квантового компьютера, который помещается в двух стандартных 19" серверных стойках объёмом 1,7 м3 и работает не хуже лабораторных образцов, занимающих более 30 м2 площади.
Данная разработка является частью Aqtion, флагманского проекта ЕС по созданию европейского квантового компьютера на ионных ловушках. По словам разработчиков, их решение ускорит создание квантовых компьютеров, которые можно будет развернуть в традиционных центрах обработки данных. Финансовую помощь проекту оказывают ЕС, Федерация австрийской промышленности Тироля, Австрийский научный фонд (FWF) и Агентство финансирования исследований (FFG).
Представленный прототип сочетает в себе механическую, оптическую и электрическую подсистемы, организованные в виде модулей для монтажа в две серверные стойки. Ключевым элементом является ионная ловушка (ловушка Пауля) в вакуумной камере для управления цепочками, включающими до 50 ионов кальция (40Ca+). На текущий момент разработчикам удалось достичь полной запутанности для 24 кубитов.
Её поставила компания Alpine Quantum Technologies (AQT), занимающаяся созданием коммерческого квантового компьютера на ионных ловушках и являющаяся дочерним предприятием Универстита Инсбрука и Австрийской академии наук. Другие компоненты были предоставлены Институтом прикладной оптики и точного машиностроения Фраунгофера в Йене и специалистом по лазерам TOPTICA Photonics в Мюнхене, Германия.
Подход к созданию кубитов на основе захваченных ионов позволяет вычислительной системе работать практически при комнатной температуре, что выгодно её отличает от «классических» квантовых компьютеров, требующих сверхпроводимости и очень низких температур. Его с успехом используют в своих квантовых вычислителях такие компании как IonQ и Honeywell.
Ключевые достоинства нового устройства: компактность, устойчивая работа за пределами лаборатории и большая простота обслуживания. «Оптическая» стойка содержит в основном модули генерации и управления лазерным излучением, а также оптической коммутации и маршрутизации. В соседней стойке находятся основной модуль ловушки с соответствующей электроникой, а также узел связи и дистанционного управления.
По словам разработчиков, такой дизайн квантового компьютера требует минимального обслуживания и позволяет легко заменять комплектующие. В планах на следующий год — создание устройства на 50 индивидуально управляемых кубитов. Также может быть организован облачный доступ для тестирования алгоритмов квантовых вычислений.