Докато всички спорят за постквантовата защита, един стартъп показва на практика как тя се разпада за един час.

Канадският стартъп Nord Quantique се е насочил към квантовата революция: компанията твърди, че възнамерява до 2031 г. да създаде квантов компютър, способен да работи с повече от хиляда логически кубита. Ако този план бъде осъществен, той би могъл напълно да промени баланса на силите при високопроизводителните изчисления и евентуално да обезцени традиционните архитектури.

Основният фокус на Nord е върху компактността и енергийната ефективност. Техните устройства, според собствените им оценки, ще заемат само около 20 кв. м и ще консумират само част от енергията, необходима на конвенционалните квантови или високопроизводителни компютърни системи. За центровете за данни, където битката за всеки киловат се води на ниво инженерно проектиране, това звучи особено примамливо.

Ключът към тази производителност е използването на т.нар. мултимодална кодираща схема. Тя се реализира чрез техника, наречена Tesseract code: при нея една физическа резонаторна клетка може да представлява няколко квантови режима едновременно, като по този начин се увеличава толерантността към грешките, без да се увеличава физическата сложност.

За разлика от подходите, които изискват хиляди физически елементи за един логически кубит, проектът Nord демонстрира как може да се постигне надеждна корекция на грешките, без да се увеличава размерът и сложността на криогенните системи. По този начин може да се премахне една от основните пречки пред реалното внедряване на квантовите технологии – прекомерните технически изисквания, които пречат на масовото разпространение.

Нещо повече, инженерите на компанията подчертават, че тяхната инсталация е не само по-компактна от конкуренцията, но и значително по-лесна за интегриране: опростени охладителни системи, минимално количество управляваща електроника, намалени изисквания за разполагането. На фона на платформите, заемащи от хиляда до двадесет хиляди квадратни метра, тяхното решение изглежда почти като настолно.

И това не се ограничава само в рамките на теорията. По време на експериментални тестове системата издържа 32 последователни цикъла на корекция на грешките без регистрирана загуба на квантова информация. Това е един от най-стабилните резултати сред всички известни схеми, работещи в аналогичен клас.

Прилагането на кодовете Tesseract в мултимодален режим получи положителни отзиви в научната общност. Според експертите този начин на кодиране на логическите кубити дава истинска преднина в сравнение със стандартните подходи, при които всяка операция изисква строга изолация и контрол върху голям брой параметри.

Но много по-значими изглеждат оценките на изчислителните възможности: Nord твърди, че тяхната машина може да реши криптографската задача RSA-830 за един час, като използва само 120 kWh енергия при честота 1 MHz. За сравнение, конвенционалните суперкомпютри ще изискват повече от 280 000 kWh и девет дни непрекъсната работа при решаването на аналогичната задача.

В същото сравнение другите квантови технологии изглеждат по-малко убедителни: фотонните платформи страдат от шум и слаба мащабируемост, свръхпроводниковите решения изискват сериозно охлаждане, а йонните капани и студените атоми губят по отношение на скоростта. Дори и при по-ниска консумация на енергия – както е в случая със студените атоми (около 20 kW) – времето за изпълнение се удължава с месеци.

Разбира се, подходът Nord има потенциални ограничения. За да се постигнат описаните резултати, е използвана техника за последваща селекция, при която са отхвърлени повече от 12% от измерените данни при всеки цикъл. Въпреки че тази техника помага да се демонстрира стабилност, тя повдига въпроси за това колко добре системата ще се справи с реалните задачи без предварително филтриране.

В света на квантовите изчисления именно преходът от лабораторните постижения към промишлената експлоатация остава най-трудната част от уравнението. Дори убедителните демонстрации изискват валидиране при реални работни натоварвания и независима проверка, особено когато става въпрос за консумация на енергия, мащабируемост и стабилност.

Независимо от всичко, това е показателен вектор, в който индустрията може да се развива: от грубото увеличаване на физическите ресурси в полза на по-прецизната работа с вътрешната структура на системата. Ако заявената производителност бъде потвърдена при независими тестове, компанията може не просто да влезе в историята, но и да постави нови стандарти за квантовото инженерство.