Квантовые компьютеры и процессоры, на которых они работают, обещают эффективно решать проблемы, которые не могут решить современные компьютеры. Если они будут реализованы в широкомасштабном и коммерчески жизнеспособном масштабе, они могут кардинально изменить многие отрасли.
Хотя некоторые многообещающие достижения в этой технологии уже реализованы, до полнофункциональных квантовых компьютеров еще далеко – необходимы существенные улучшения как в аппаратном, так и в программном обеспечении.
Теперь, стремясь ускорить реализацию квантовых вычислений, Infineon Technologies AG, известная своими микроконтроллерами, датчиками и силовыми полупроводниками, использующими силовые агрегаты и системы безопасности, объявила о своем участии в исследовательском проекте по созданию квантовых процессоров, состоящих из сверхпроводящих кубитов.
Для достижения этой цели в течение следующих четырех лет правительство Германии выделило 14,5 миллионов евро на проект, известный как Немецкий квантовый компьютер на основе сверхпроводящих кубитов (GeQCoS). С его помощью в рамках проекта будет разработан прототип квантового процессора, который будет состоять из нескольких сверхпроводящих кубитов с «фундаментально улучшенными компонентами».
В основе этой технологии лежат основные строительные блоки квантового компьютера, квантовые биты («кубиты»), которые реализуются посредством токов, протекающих без сопротивления в сверхпроводящих цепях. Эти токи способны противостоять внешним помехам и могут сохранять свои квантовые свойства в течение длительных периодов времени. В сочетании с надежными и масштабируемыми методами производства это привело к появлению ведущей квантовой технологии, которая уже использовалась для создания первых в мире квантовых процессоров.
Проект GeQCoS планирует развить это развитие за счет улучшения возможности подключения кубитов, то есть количества подключений между отдельными кубитами. Он также направлен на улучшение качества кубитов, чтобы повысить способность процессора быстро создавать желаемые квантовые состояния.
Исследователи говорят, что они уделяют особое внимание взаимодействию между аппаратным обеспечением и программным обеспечением, и одна из областей аппаратного обеспечения квантовых вычислений, которая является особенно сложной, - это создание надежного процессора, отвечающего сложностям квантовых алгоритмов.
Один многообещающий подход разделяет плоскость на две части: 1) классический процессор, который «запускает» квантовую программу, и 2) масштабируемый настраиваемый аппаратный блок, который взаимодействует с плоскостью управления и измерения. Этот второй аппаратный блок будет объединять инструкции более высокого уровня, которые выводятся главным контроллером, с измерениями синдрома, чтобы вычислить следующую операцию, которая будет выполнена над кубитами. Основная проблема здесь - создание масштабируемого оборудования, которое будет достаточно быстрым.
Для продвижения исследований в области квантовых вычислений объединились ученые из Института Вальтера Мейснера (WMI), Технологического института Карлсруэ (KIT), Университета Фридриха Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU), Forschungszentrum Jülich (FZJ) и Института Фраунгофера. Прикладная физика твердого тела (IAF). Infineon присоединился последним игроком. Хотя в пресс-релизе компании не содержится подробностей о том, каков будет ее конкретный вклад, он указывает на опыт Infineon как производителя полупроводников и его навыки в масштабировании и производственных процессах. Что мы действительно знаем, так это то, что в прошлом Infineon работала с физиками из Университета Инсбрука над созданием квантового процессора с ионной ловушкой. Предполагается, что компания сотрудничает с другими партнерами в применении этой квантовой технологии.
© digitrode.ru