Япония пусна най-големия в света квантов компютър, базиран на свръхпроводящи кюбити. Системата е разработена и произведена от Fujitsu и института RIKEN. Те работят съвместно по разработването на квантови компютри от 2012 година насам. През март 2023 година партньорите представиха първия национален 64-кюбитов квантов компютър на Япония и обещаха да увеличат броя на кюбитите до 100 през тази година, но те надминаха себе си и създадоха 256-кюбитова система – най-голямата в света.

Японските инженери успяха да постигнат рекордната производителност благодарение на нова архитектура на свръхпроводящи квантови процесори.

На първо място, те я направиха микроклъстърна, като организираха кюбитите в клетки от по четири. Второ, клетките са подредени не само в редица, но и под формата на многоетажна или триизмерна структура, като учените не са забравили да решат проблемите с разсейването на топлината.

Увеличената плътност на кюбитите позволи да се постави 256-кюбитов процесор на мястото на предишния 64-кюбитов процесор. По този начин бе създадена основа за по-нататъшно мащабиране на квантовите свръхпроводящи процесори, което специалистите в тази област смятат за най-трудната задача при създаването на универсален и устойчив на грешки квантов компютър с практическа стойност.

Струва си да се припомни, че повечето научни трудове доказват, че квантов компютър с практическа стойност, устойчив на грешки може да бъде създаден, като се започне от платформа с 1 милион физически кюбита. Японските изследователи смятат, че новият клъстер и триизмерната архитектура доказват възможността за доближаване до заветния крайъгълен камък от 1 милион кубита в рамките на разумни обеми от помещения за квантови системи.

Отделно се подчертава, че 256-кюбитовият компютър на Fujitsu и RIKEN е постигнал същата най-висока плътност на сигналните и контролните кабели, необходими за работа с кюбити – четене, програмиране и корекция на грешки. Типичният квантов компютър на свръхпроводящи кюбити прилича на полилей с маса входни и изходни кабели с високочестотни конектори.

Това е така, защото за работа със свръхпроводящи кюбити са необходими микровълнови (радиочестотни) сигнали за безразрушително четене. Ако към това се прибави и внимателното екраниране на всеки сигнален проводник, ще се получат снопове от кабели, които затрудняват мащабирането. Решението може да бъде преместването на управляващата електроника в криогенната камера до кюбитите, но полупроводниците все още не могат да издържат на такова охлаждане. Всичко това е в бъдещето. Междувременно се създават хибридни платформи, в които конвенционалните суперкомпютри контролират кюбитите. Между другото, както отбелязва източникът, Европа изостава от САЩ и Япония по въпроса за сглобяването на интерфейси с висока плътност за свръхпроводящи квантови компютри.

Добре е да добавим, че 256-кюбитовият компютър на Fujitsu и RIKEN е достъпен за клиенти чрез облак в целия свят. Достъпът обаче вероятно е ограничен до тесен кръг клиенти, чиито имена се пазят в тайна. Във всеки случай все още се тестват идеи и се търсят задачи, които квантовите компютри могат да решат на сегашното си ниво на развитие. През новата година Fujitsu и RIKEN обещават да представят 1000-кубитова платформа, която ще бъде нова стъпка напред към мечтата – за универсален квантов компютър, устойчив на грешки, в редица задачи в милиарди пъти превъзхождащ класическите компютри.