IBM, 99% 전송 정확도로 두 개의 120 큐비트 프로세서 연결

IBM 연구원들은 두 개의 120큐빗 Nighthawk R1 프로세서를 연결하여 평균 양자 상태 전송 정확도 99%를 달성했습니다. 이 실험은 개별 초전도 칩을 더 큰 시스템으로 결합할 가능성을 보여주었습니다. 결과는 사전 인쇄본에 있으며 아직 독립적인 동료 검토를 거치지 않았습니다.

스케일링은 양자 컴퓨터의 주요 과제 중 하나입니다: 단일 칩의 큐빗 수를 증가시키면 관리, 전자 연결 및 오류 억제가 복잡해집니다. 대안은 여러 작은 칩을 결합하는 것이지만, 이는 정보를 파괴하지 않고 프로세서 간 상태를 전송해야 합니다.

IBM 팀은 네 개의 L-커플러 커넥터를 사용했습니다. 각 커넥터는 80cm 길이의 초전도 알루미늄 동축 케이블, 두 개의 조정 가능한 중간 큐빗, 두 개의 RF-SQUID 기반 결합 요소를 포함합니다. 케이블은 프로세서 표면에 직각으로 연결되어 더 많은 연결이 가능합니다. 큐빗 상태는 커넥터를 통해 다른 프로세서의 큐빗으로 순차적으로 전송됩니다. 최고의 커넥터는 99.29%를 달성했으며, 전송된 상태는 높은 정확도로 원본과 거의 일치합니다.

칩의 공동 작동을 테스트하기 위해 두 큐빗 CZ 연산이 수행되어 얽힘을 생성했습니다. 프로세서 간 연산의 평균 정확도는 94.75%였으며, 최대 96.42%였습니다. 과학자들은 또한 인접 커넥터를 통해 두 개의 얽힌 쌍을 동시에 생성하고 프로세서 간에 분산된 4큐빗 및 6큐빗 GHZ 상태를 시연했습니다.

모든 240 큐빗을 임의의 알고리즘에 사용할 수 있는 범용 시스템은 시연되지 않았습니다. 주요 제한은 프로세서 간 연산의 품질입니다: 94.75%는 현대 칩 내의 최고의 두 큐빗 연산보다 상당히 낮으며, 복잡한 알고리즘에서는 오류가 누적됩니다. 코히어런스 손실과 커넥터 특성이 전송에 영향을 미칩니다: 케이블 냉각 중 자기장은 그들의 매개변수를 크게 저하시킵니다.

IBM의 로드맵에 따르면, 그들은 최대 세 개의 Nighthawk 모듈을 결합하여 360개의 프로그래머블 큐빗을 가진 시스템을 만들 계획입니다. 8월에 회사는 여러 프로세서를 수용하고 냉각하기 위한 모듈형 극저온 아키텍처를 소개했습니다.