American quantum computing startup PsiQuantum объявила, что уже выпускает миллионы чипов, работающих на основе света. Это сообщение ознаменовало прорыв в массовом производстве квантовых чипов и дало новый импульс развитию фотонных квантовых вычислений.
PsiQuantum сообщила о решении одной из ключевых задач квантовой индустрии – создании аппаратного обеспечения, которое можно изготовить в полезных количествах. Подробности описаны в новой статье, опубликованной вчера в журнале Nature, где детально изложены принципы работы нового устройства.
Компания, ранее находившаяся в режиме секретности до 2021 года, сделала громкое заявление, продемонстрировав возможность массового производства фотонных чипов. Фотонное кодирование данных с использованием отдельных частиц света обеспечивает низкий уровень шума, высокую скорость и естественную совместимость с существующими оптоволоконными сетями, хотя контроль за чрезвычайно быстрыми фотонами и их утрата остаются историческими вызовами.
Квантовые компьютеры значительно отличаются от обычных цифровых устройств, поскольку вместо битов в транзисторах они используют квантовые биты. Традиционные методы включают сверхпроводниковые схемы, применяемые такими компаниями, как Google, IBM и Rigetti, и системы с ловушками для ионов, представленные IonQ и Honeywell. Также развиваются подходы с использованием нейтральных атомов, кремниевых кюбитов и дефектов в алмазах.
Техническая реализация PsiQuantum опирается на использование низкопотерянных волноводов из нитрида кремния, детекторов с высоким разрешением фотонного числа и почти без потерь функционирующих межсоединений. Сообщаемые показатели ошибок составляют 0,02% для операций с одним кюбитом и 0,8% при создании двух кюбитов. Применяемая система fusion-based квантовых вычислений значительно упрощает процедуру коррекции ошибок, что позволяет теоретически подавлять их неограниченно при соблюдении определённого порога.
Особенность подхода PsiQuantum заключается в стратегии «масштабирования сначала», когда устройство разрабатывается сразу с учётом будущего увеличения числа кюбитов. Вместо традиционного строительства отдельных кюбитов с последующим объединением, новая система интегрирует источники фотонов, детекторы, логические элементы и механизмы коррекции ошибок на одном кремниевом чипе. Партнёрство с компанией GlobalFoundries позволило применить проверенные технологии полупроводникового производства, что уже обеспечило выпуск миллионов таких чипов.
Фотонная архитектура имеет потенциал создания действительно отказоустойчивых квантовых компьютеров с меньшими энергозатратами по сравнению с существующими методами. Несмотря на сохраняющиеся технические сложности в управлении быстрыми фотонами, достигнутые показатели делают фотонный подход конкурентоспособным наряду с технологиями на основе сверхпроводимости и ионных ловушек.
Если новая технология подтвердит заявленные характеристики, она может открыть эру масштабируемых квантовых вычислений, где преимущества фотонных систем – высокая скорость, низкий уровень шума и простота интеграции с существующими сетями – сыграют решающую роль в будущих вычислительных платформах.
Изображение носит иллюстративный характер
PsiQuantum сообщила о решении одной из ключевых задач квантовой индустрии – создании аппаратного обеспечения, которое можно изготовить в полезных количествах. Подробности описаны в новой статье, опубликованной вчера в журнале Nature, где детально изложены принципы работы нового устройства.
Компания, ранее находившаяся в режиме секретности до 2021 года, сделала громкое заявление, продемонстрировав возможность массового производства фотонных чипов. Фотонное кодирование данных с использованием отдельных частиц света обеспечивает низкий уровень шума, высокую скорость и естественную совместимость с существующими оптоволоконными сетями, хотя контроль за чрезвычайно быстрыми фотонами и их утрата остаются историческими вызовами.
Квантовые компьютеры значительно отличаются от обычных цифровых устройств, поскольку вместо битов в транзисторах они используют квантовые биты. Традиционные методы включают сверхпроводниковые схемы, применяемые такими компаниями, как Google, IBM и Rigetti, и системы с ловушками для ионов, представленные IonQ и Honeywell. Также развиваются подходы с использованием нейтральных атомов, кремниевых кюбитов и дефектов в алмазах.
Техническая реализация PsiQuantum опирается на использование низкопотерянных волноводов из нитрида кремния, детекторов с высоким разрешением фотонного числа и почти без потерь функционирующих межсоединений. Сообщаемые показатели ошибок составляют 0,02% для операций с одним кюбитом и 0,8% при создании двух кюбитов. Применяемая система fusion-based квантовых вычислений значительно упрощает процедуру коррекции ошибок, что позволяет теоретически подавлять их неограниченно при соблюдении определённого порога.
Особенность подхода PsiQuantum заключается в стратегии «масштабирования сначала», когда устройство разрабатывается сразу с учётом будущего увеличения числа кюбитов. Вместо традиционного строительства отдельных кюбитов с последующим объединением, новая система интегрирует источники фотонов, детекторы, логические элементы и механизмы коррекции ошибок на одном кремниевом чипе. Партнёрство с компанией GlobalFoundries позволило применить проверенные технологии полупроводникового производства, что уже обеспечило выпуск миллионов таких чипов.
Фотонная архитектура имеет потенциал создания действительно отказоустойчивых квантовых компьютеров с меньшими энергозатратами по сравнению с существующими методами. Несмотря на сохраняющиеся технические сложности в управлении быстрыми фотонами, достигнутые показатели делают фотонный подход конкурентоспособным наряду с технологиями на основе сверхпроводимости и ионных ловушек.
Если новая технология подтвердит заявленные характеристики, она может открыть эру масштабируемых квантовых вычислений, где преимущества фотонных систем – высокая скорость, низкий уровень шума и простота интеграции с существующими сетями – сыграют решающую роль в будущих вычислительных платформах.
