Компания IBM сделала большой шаг вперед в области квантовых вычислений, разработав систему, способную соединить два квантовых процессора — через обычную систему связи в реальном времени. Два процессора работают как единое целое, используя динамические схемы для снижения частоты ошибок, что обеспечивает значительное увеличение вычислительной мощности и масштабируемости. Квантовые вычислительные блоки (QPU), или квантовые процессоры, — это центральные элементы квантовых компьютеров, позволяющие манипулировать квантовыми битами (кубитами). Они сравнимы с центральным процессором (CPU) в обычных компьютерах. Однако для обработки кубитов в QPU используются квантовые логические ворота. Модульный подход имеет решающее значение для масштабирования нынешних шумных квантовых процессоров до большого количества физических кубитов, необходимых для обеспечения отказоустойчивости», — объясняют исследователи IBM в своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature. «Многие приложения для квантовых вычислений требуют более высокой связности, чем планарная сеть, предлагаемая аппаратным обеспечением на большем количестве кубитов, чем доступно на одном QPU», — говорят они. Значительный прирост производительности и универсальности Система, разработанная исследователями, включает в себя встроенное устройство подавления ошибок и устройство для индуцирования квантовых состояний, требующих периодической связи, с использованием до 142 кубитов, распределенных по двум QPU. В процессорах Eagle QPU также используется система передачи данных третьего поколения. Процессоры IBM первого поколения состояли из одного слоя металла, под которым располагались пластина с кубитами и печатная плата. Второе поколение состоит из двух отдельных микросхем, каждая из которых имеет узорчатый слой металла, соединенных пластиной кубита, примыкающей к распорной пластине. Третье поколение включает в себя пластину кубита, связанную с прослойкой с многослойной проводкой. Квантовыми затворами можно управлять классически в рамках динамической схемы, используя состояния измерений в середине схемы во время выполнения задачи. Это будет первая экспериментальная демонстрация гармоничной и взаимодополняющей работы двух квантовых процессоров. «Наша работа показывает, что мы можем использовать несколько квантовых процессоров как один с динамическими схемами подавления ошибок, активируемыми классическим каналом связи в реальном времени», — говорит команда. С другой стороны, система устранения ошибок в реальном времени улучшает связность кубитов, тем самым открывая путь к значительно более эффективным и универсальным квантовым компьютерам.Новая Наука
Источники: