В IBM объявили об успешном соединении двух криогенных модулей и создании единой среды, способной масштабироваться для формирования модульной сверххолодной системы, которая необходима для объединения сотен квантового чипов. Это очередной этап создания крупномасштабного отказоустойчивого квантового компьютера с модульной архитектурой — IBM Quantum Starling, который планируют выпустить в 2029 году. Он должен будет выполнять около 100 млн квантовых операций на 200 логических кубитах. Инвестиции в создание и коммерциализацию необходимой технологии оцениваются в 10 млрд долл.

Высота пары криогенных модулей превышает 2,5 м, а ширина составляет 2,5 м. Испытания показали, что они могут охладиться до температуры жидкого гелия (примерно −269 °C) менее чем за пять дней, а вскоре после этого — достичь конечной температуры (−273,135 °C), которая лишь немного выше абсолютного нуля.

Модули выполнены в виде «коробок», что позволяет располагать их в плотный ряд и связывать квантовые процессоры с помощью L‑соединителей (L coupler) IBM в единый процессор. После сборки и тестирования модулей их можно разделить для транспортировки, а затем собрать на объекте заказчика в систему произвольной величины, утверждают в IBM.

Одно из серьезных преимуществ модульной конструкции – в возможности совместно оптимизировать внутренний объем системы, свободное пространство для проводов и мощность охлаждения. Прямоугольная форма холодильника оставляет больше места для проводов других компонентов. Площадь для размещения проводов здесь примерно в 12 раз больше, чем в Quantum System One. Все это очень важно для установки будущих сверхсложных квантовых процессоров, пояснили разработчики системы.

«Коробчатая» конструкция уменьшает длину L‑соединителей при добавлении модулей. Квантовая дорожная карта IBM содержит планы использовния L‑соединителей для объединения несколько процессоров в более крупный квантовый компьютер, содержащий не менее 1000 программируемых кубитов, которые уже к 2027 году можно будет использовать для вычислений. Позже в этом году в IBM установят процессоры IBM Quantum Nighthawk в криогенные модули для исследования их производительности.

Создание отказоустойчивых квантовых компьютеров для промышленности зависит от нескольких фундаментальных решений. Работа и успешное соединение криогенных модулей — важный шаг, который ускорит прогресс в этом направлении наряду с дальнейшими улучшениями в квантовом «железе», программном обеспечении и алгоритмах, заявили в IBM.