Компания IBM впервые продемонстрировала работу нескольких квантовых каналов между двумя независимыми сверхпроводящими процессорами. Эксперимент показал, что квантовую информацию можно передавать между отдельными чипами со средней точностью 99%. Результат приближает создание модульных квантовых компьютеров, которые смогут объединять несколько процессоров в одну систему.
В эксперименте участвовали два процессора IBM Nighthawk R1, каждый из которых содержит 120 кубитов. Их соединили четырьмя специальными каналами, получившими название L-couplers. Каждый такой канал включает сверхпроводящий алюминиевый коаксиальный кабель длиной около 80 сантиметров, дополнительные кубиты и регулируемые элементы связи.
Каналы разместили внутри холодильной установки, которая поддерживает температуру, необходимую для работы сверхпроводящих кубитов. Соединения можно устанавливать уже после того, как процессоры помещены в холодильник. Это упрощает сборку сложных систем с несколькими вычислительными модулями.
Средняя точность передачи квантового состояния по четырем каналам составила 99%, а лучший результат достиг 99,29%. Исследователи также реализовали двухкубитные операции между разными процессорами. Их средняя точность составила 94,75%, а максимальная — 96,42%. Команда продемонстрировала квантовую запутанность между кубитами на разных чипах, в том числе одновременное создание двух пар запутанных кубитов через соседние каналы.
Такая архитектура позволяет развивать квантовые компьютеры не только за счет увеличения количества кубитов на одном чипе, но и путем объединения нескольких процессоров. Это может помочь уменьшить ограничения, связанные с тепловыделением, помехами и сложностью размещения большого числа компонентов на одном кристалле.
Эксперимент подтвердил работоспособность межчиповых соединений, но не продемонстрировал масштабные вычисления с коррекцией ошибок. Хотя использовались полноценные 120-кубитные процессоры, для экспериментальных подключений задействовали лишь часть их кубитов. IBM рассматривает эту технологию как один из шагов к созданию более крупных квантовых систем.
Читайте также: Китай создал 100-канальный детектор для будущего квантового интернета