IBM 120 кубиттік процессорларды 99% жеткізу дәлдігімен байланыстырады

IBM зерттеушілері екі 120-кубиттік Nighthawk R1 процессорларын қосып, кванттық күйді беру дәлдігін орта есеппен 99% деңгейінде қамтамасыз етті. Эксперимент жеке асқынөткізгіш чиптерді үлкен жүйелерге біріктіру мүмкіндігін көрсетті. Нәтижелер алдын ала басылымда жарияланған және әлі тәуелсіз сараптамалық тексеруден өтпеген.

Масштабтау кванттық компьютерлердің негізгі қиындықтарының бірі болып табылады: бір чиптегі кубиттер санын арттыру басқаруды, электрондық байланыстарды және қателерді басуды қиындатады. Балама ретінде бірнеше кішігірім чиптерді біріктіру болып табылады, бірақ бұл ақпаратты жоймай процессорлар арасында күйлерді беруді талап етеді.

IBM командасы төрт L-байланыстырғыш қосқыштарын қолданды. Әрбіреуі 80 см ұзындықтағы асқынөткізгіш алюминий коаксиалды кабельді, екі реттелетін аралық кубитті және екі RF-SQUID негізіндегі байланыс элементтерін қамтиды. Кабельдер процессор беттеріне перпендикуляр қосылады, бұл көбірек байланыстарды қамтамасыз етеді. Кубит күйі қосқыш арқылы басқа процессордың кубитіне кезекпен беріледі. Ең жақсы қосқыш 99.29% нәтижеге жетті: берілген күй түпнұсқамен жоғары дәлдікпен сәйкес келеді.

Чиптердің бірлескен жұмысын тексеру үшін екі кубиттік CZ операциялары орындалып, байланыс жасалды. Процессорлар арасындағы операциялардың орташа дәлдігі 94.75% болды, максимумы 96.42% болды. Ғалымдар сондай-ақ көрші қосқыштар арқылы екі байланысқан жұпты бір уақытта жасап, процессорлар арасында таратылған төрт және алты кубиттік GHZ күйлерін көрсетті.

Барлық 240 кубитті еркін алгоритмдер үшін пайдалана алатын әмбебап жүйе көрсетілмеді. Негізгі шектеу - процессорлар арасындағы операциялардың сапасы: 94.75% қазіргі заманғы чиптердегі ең жақсы екі кубиттік операциялардан айтарлықтай төмен, және күрделі алгоритмдерде қателер жиналады. Когеренттіліктің жоғалуы және қосқыштардың сипаттамалары беруге әсер етеді: кабельді салқындату кезінде магнит өрісі олардың параметрлерін айтарлықтай нашарлатады.

IBM-нің жол картасына сәйкес, олар үшке дейін Nighthawk модульдерін 360 бағдарламаланатын кубиттері бар жүйелерге біріктіруді жоспарлап отыр. Тамыз айында компания бірнеше процессорларды орналастыру және салқындату үшін модульдік криогендік архитектураны таныстырды.