Компания HRL Laboratories опубликовала в журнале Nature результаты разработки кремниевого квантового процессора, оснащенного интегрированным криогенным CMOS-контроллером. Данная архитектура позволяет осуществлять коррекцию квантовых ошибок в реальном времени без необходимости использования внешней управляющей электроники при комнатной температуре. Система базируется на восемнадцатикубитном чипе, представляющем собой трехрядный массив из пятидесяти четырех связанных квантовых точек, конфигурируемых в режиме exchange-only. Интеграция контроллера непосредственно внутри криостата заменила традиционные внешние стойки, обеспечивая автономное выполнение программ после начальной инициализации.

Согласно представленным данным, использование сверхпроводящего ленточного кабеля для передачи сотен управляющих сигналов существенно ограничивает теплоприток к более холодной ступени, где размещены кубиты. Инженерам удалось снизить уровень ошибок управления в десять раз по сравнению с предыдущими аналогами, а длительность одной логической операции составляет менее одной микросекунды. Кроме того, система продемонстрировала пятикратное подавление ошибок по мере увеличения числа кубитов в режиме квантового кода повторения. Это стало первой успешной демонстрацией полной коррекции ошибок исключительно силами криогенного контроллера.

Руководство HRL Laboratories подчеркивает, что данная технология открывает путь к массовому и экономически эффективному производству квантовых вычислительных систем по аналогии с традиционной полупроводниковой индустрией. Этот технологический прорыв приобретает особое стратегическое значение на фоне недавнего приобретения компании HRL корпорацией IBM. Развитие подобных гибридных архитектур, объединяющих классические контроллеры и квантовые процессоры в единой криогенной среде, согласуется с общемировыми исследовательскими инициативами. Они направлены на оптимизацию взаимодействия квантовых систем с классическими суперкомпьютерами для решения сложных вычислительных задач.