IBM соединила два квантовых процессора с точностью передачи состояний 99%

Важная новость наделала шума в экосистеме блокчейна. Исследователи IBM соединили два 120-кубитных квантовых процессора Nighthawk R1 и добились средней точности передачи квантовых состояний 99%. Эксперимент продемонстрировал возможность объединения отдельных сверхпроводящих чипов в более крупные вычислительные системы. Результаты представлены в препринте и пока не прошли независимое рецензирование.

Одна из главных проблем квантовых компьютеров — масштабирование. Увеличение числа кубитов на одном процессоре усложняет управление ими, подключение управляющей электроники и подавление ошибок. Альтернативный подход предполагает объединение нескольких относительно небольших чипов в одну систему.

Динамика рынка

Однако для этого необходимо передавать квантовые состояния между процессорами, не разрушая содержащуюся в них информацию. Команда IBM использовала четыре межпроцессорных соединителя L-coupler. Каждый из них включает сверхпроводящий алюминиевый коаксиальный кабель длиной 80 см, два перестраиваемых промежуточных кубита и два элемента связи на основе RF-SQUID.

Кабели подключены перпендикулярно поверхности процессоров. Такая конструкция позволяет размещать больше соединений между модулями. Передача квантового состояния происходит с помощью промежуточных элементов: состояние одного кубита последовательно переносится через соединитель на кубит другого процессора.

Средняя точность передачи квантовых состояний, измеренная методом сетевого бенчмаркинга, составила 99%. Лучший соединитель обеспечил показатель 99,29%, то есть переданное состояние с высокой точностью соответствует исходному. Для проверки возможности совместной работы чипов исследователи выполнили двухкубитные операции CZ (controlled-Z).

Влияние на рынки

Они позволяют создавать квантовую запутанность — связь между состояниями кубитов, необходимую для многих квантовых алгоритмов. Средняя точность межпроцессорных операций составила 94,75%, максимальная — 96,42%. Ученые также одновременно создали две запутанные пары через соседние соединители и продемонстрировали четырех- и шесткубитные запутанные состояния GHZ, распределенные между процессорами.

Эксперимент подтвердил возможность передачи состояний и выполнения квантовых операций между двумя крупными чипами. Однако исследователи не продемонстрировали универсальную вычислительную систему, способную использовать все 240 кубитов для выполнения произвольных алгоритмов. Основным ограничением остается качество операций между процессорами.

Средняя точность межпроцессорных CZ-операций составила 94,75%, что заметно ниже показателей лучших двухкубитных операций внутри современных сверхпроводящих процессоров. В сложных алгоритмах, требующих большого количества таких взаимодействий, ошибки могут накапливаться.

Криптовалютные рынки внимательно следят за этим событием, а инвесторы оценивают его возможное влияние на цены.