Инженеры из Японии активировали Reimei, первый в мире гибридный квантовый суперкомпьютер. 20-кубитная квантовая машина была интегрирована в Fugaku, шестой по быстродействию суперкомпьютер в мире.
Гибридная система предназначена для решения задач, на которые классическим суперкомпьютерам требуется гораздо больше времени. Машина размещена в научном институте Riken в Сайтаме, недалеко от Токио, и будет в основном поддерживать исследования в области физики и химии.
Представители Quantinuum, создателя Reimei, и Riken заявили, что интеграция квантовых вычислений в Fugaku – это большой шаг вперёд в области высокопроизводительных вычислений. Квантовые компьютеры способны за несколько минут или секунд выполнить вычисления, на которые у классических компьютеров ушли бы миллионы лет.
Однако пока квантовые компьютеры не станут более надёжными и масштабируемыми, учёные считают, что гибридные системы, подобные Reimei-Fugaku, могут служить более эффективным решением.
Читайте: Классический компьютер решил квантовую задачу быстрее квантового
Ионные кубиты Reimei для большей точности
Система Reimei отличается от большинства квантовых компьютеров, в которых используются сверхпроводящие кубиты. Вместо этого здесь используются кубиты с захваченными ионными – технология, которая даёт ряд преимуществ в плане стабильности и контроля.
Метод предполагает изоляцию заряженных атомов, или ионов, в электромагнитном поле, создавая так называемую ионную ловушку. Затем ионами манипулируют с помощью точно откалиброванных лазеров, которые изменяют их квантовые состояния для выполнения вычислений.
Технология позволяет учёным манипулировать ионами, чтобы они могли действовать как кубиты, сохраняя и обрабатывая квантовую информацию. Ионные кубиты в ловушке обеспечивают более длительное время когерентности и способствуют множеству связей между кубитами. В отличие от них, сверхпроводящие кубиты дают более быстрое соединение затворов и легче получаются.
Представители Riken объяснили, что уникальная архитектура Quantinuum стала ключевой причиной выбора этой квантовой системы. Reimei использует процесс, называемый «ионным челноком», который физически перемещает кубиты по схеме, по мере необходимости. Это позволяет создавать более сложные алгоритмы и улучшать квантовую обработку.
Усовершенствованная коррекция ошибок для вычислений
Одна из самых больших проблем в квантовых вычислениях — ошибки на кубитах. Квантовые биты очень чувствительны к возмущениям, что приводит к появлению «шума», влияющего на вычисления.
Чтобы повысить точность, Reimei объединяет несколько физических ионных кубитов в «логические кубиты», которые хранят одну и ту же информацию в нескольких местах. Логические кубиты помогают уменьшить количество ошибок из-за разнесения потенциальных точек отказа.
Это означает, что отказ одного кубита не нарушит ход вычислений. Ранее компания Quantinuum совершила прорыв, создав логический кубит с уровнем ошибок в 800 раз ниже, чем у физических кубитов. Reimei-Fugaku – это первый полностью рабочий гибридный квантовый суперкомпьютер.
Другие компании тоже тестировали подобные системы, например, 20-кубитный квантовый процессор IQM, интегрированный в немецкий SuperMUC-NG в июне 2024 года. Однако эта система ещё находится на стадии тестирования и не имеет подтверждённой даты публичного запуска. Хотя IQM планирует интегрировать 54-кубитную систему в 2025 году и 150-кубитный чип в 2026 году.
С вводом в эксплуатацию Reimei Япония заняла лидирующую позицию в области интеграции квантовых суперкомпьютеров, что открывает путь для более продвинутых вычислительных решений в будущем.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU