Ирландската компания Equal1 представи първия в света компютър, базиран на хибриден силициев процесор. Устройството, наречено Bell-1 в чест на физика-теоретик Джон Стюарт Бел е „компактно“ и лесно за използване: масата му е около 200 килограма, а за работата му е достатъчно да се използва обикновен електрически контакт.

Новата система е проектирана така, че да се побира в стандартните сървърни шкафове на центровете за данни. Благодарение на това Bell-1 може лесно да се интегрира в съществуващата инфраструктура на високопроизводителни изчислителни комплекси, като се постави до традиционните сървъри.

Основната особеност на разработката е хибриден процесор, при който върху един силициев кристал съседстват класически и квантови транзистори.

Първите изпълняват стандартни изчислителни задачи, докато вторите служат за създаване на кюбити – квантови аналози на обикновените битове. За разлика от класическия бит, който може да се намира само в едно от двете състояния (0 или 1), кюбитът, благодарение на принципа на квантовата суперпозиция може да съществува едновременно и в двете състояния, което теоретично позволява експоненциално повече изчисления.

Equal1 използва в своя дизайн кюбити, базирани на електронните спинове в силиция. Това съществено отличава Bell-1 от други компютърни системи, които използват технологии за уловени йони или свръхпроводящи кюбити. Спиновите кюбити в силиций имат редица предимства: те са по-компактни, по-лесно се мащабират и най-важното – могат да се произвеждат със стандартно полупроводниково оборудване.

Инженерите са успели значително да намалят размера на устройството, благодарение на иновативна система за охлаждане със затворен цикъл.

Тя позволява на устройството да поддържа работна температура от 0,3 келвина (около -272,85 градуса по Целзий), без да се използват обемисти външни хладилници за разтвори, които обикновено изискват такива системи. Изключително ниските температури са необходими за стабилната работа на кюбитите. Когато се нагреят дори с няколко градуса, топлинните флуктуации нарушават квантовите им състояния, което води до грешки в резултатите от операциите. Въпреки това някои видове квантови компютри могат да функционират при по-топли условия, но технологията Equal1 изисква дълбоко охлаждане за максимална производителност.

Сега Bell-1 разполага само с 6 кюбита, а за решаване на практически проблеми това все още не е достатъчно. За сравнение, наскоро представеният процесор Willow на Google предлага 105 кюбита. Въпреки това разработката на Equal1 има важно предимство – това е първата система, достъпна за търговска употреба.

Според главния изпълнителен директор на Equal1 Джейсън Линч съчетаването на квантовите технологии със съвременните класически процесори е най-бързият начин за създаване на компютърна система, способна да извършва изчисления, които да променят света.

Потенциалните приложения на такива устройства включват разработване на нови лекарства, криптография, компютърно моделиране на сложни системи и разработване на изкуствен интелект.

Малко за Equal1: Компанията е основана през 2018 година като стартъп на Университетския колеж в Дъблин. Сега тя има около 45 служители. Въпреки, че седалището е в Ирландия, компанията активно развива присъствие в Нидерландия – един от световните лидери в областта на квантовите технологии. Компанията наскоро получи инвестиция от Нидерландската организация за приложни научни изследвания (TNO) и също така откри изследователски център в близост до Технологичния университет в Делфт, където се формира клъстер от технологични стартиращи предприятия.

Водещите световни технологични компании вече формират цели екипи от специалисти по квантови изчисления. Bell-1 ще бъде важен изследователски инструмент за тях: с негова помощ учените ще могат да изучават квантови състояния и да разработват методи за коригиране на грешки. Подобни експерименти са необходими за създаването на следващото поколение квантови процесори с много по-голяма изчислителна мощ.

Конкуренцията в тази област обаче бързо нараства: само през последните месеци например Google представи квантовия чип Willow, Microsoft обяви процесора Majorana, а Amazon обяви разработка, наречена Ocelot.