В лаборатории Microsoft создали криогенный контроллер кубитов, которые обещает революцию в квантовых компьютерах

Специалистами квантовой лаборатории Microsoft создан криогенный контроллер кубитов под забавным названием «Крыжовник» (Gooseberry). Вероятно, за этим стоит образ облепленного сотнями ягод куста крыжовника, ведь Gooseberry закладывает основу того, что может совершить революцию в масштабировании квантовых вычислительных систем и это «трансформирует» отрасль, как заявили авторы исследования.

Красным обведён криогенный контроллер Gooseberry, синим — тестовый кубит, фиолетовым — резонатор. Источник изображения: Microsoft

В лаборатории Microsoft с участием специалистов из Сиднейского университета впервые создали чип из 100 тыс. транзисторов на смешанной цифровой и аналоговой базе, который может работать при температуре почти вблизи абсолютного нуля. Точнее, контроллер остаётся рабочим и управляет кубитами при температуре 0,1 К (–273,05 °C). Предыдущий рекорд установила компания Intel, выпустив 22-нм контроллер Horse Ridge II, сохраняющий работоспособность при охлаждении до 4 K (–269,15 °C).

Может создаться впечатление, что разница небольшая, но для стабильности состояния криогенных кубитов и поддержки когерентности контроллер Intel всё ещё недостаточно холоден, чтобы находиться в одном контейнере с криогенными кубитами. В этом плане у разработки Microsoft намного лучшие перспективы. Она обещает существенно упростить физические размеры и конфигурацию вычислителей на криогенных кубитах, ведь от контроллера к кубитам не нужно тянуть проводники за пределы контейнера — всё будет внутри.

Типичный элемент квантового вычислителя на криогенных кубитах. Источник изображения: 3DNews

«Современные [квантовые] машины создают красивый набор проводов для управления сигналами; они выглядят как перевернутое позолоченное птичье гнездо или люстра, — объясняет квантовый физик Дэвид Рейли (David Reilly) из Сиднейского университета. — Они красивы, но принципиально непрактичны. Это означает, что мы не можем масштабировать машины для выполнения полезных вычислений. Существует реальное узкое место ввода-вывода».

Контроллер Gooseberry обещает устранить это узкое место. Как считают разработчики, с его помощью можно будет создать систему, управляющую тысячей кубитов, тогда как сегодня созданы криогенные системы максимум с 50 кубитами.