Магнитные ловушки вместо охлаждения
Британский стартап Oxford Ionics обещает массовое внедрение квантовых вычислений благодаря своей новой технологии. Для функционирования их версии квантового компьютера не потребуются охлаждающие установки стоимостью миллионы долларов, а кроме того, разработчики обещают, что их подход позволит максимально стабилизировать процесс вычислений на физическом (атомарном) уровне.
На сегодняшний день компании-гиганты, такие как IBM и Google, экспериментируют с квантовыми компьютерами, но это очень дорогие и ограниченные по возможностям системы. В их основе лежат специальные процессоры для квантовых вычислений, которые функционируют должным образом только при температуре, близкой к абсолютному нулю (-273 градуса Цельсия). При этом один-единственный атом, оказавшийся в чипе не там, где надо, может вызвать сбой в вычислениях.
Технология EQC (Electronic Qubit Control — контроль над кубитами электронными средствами), позволит обходиться без охлаждения до сверхнизких температур.
Как пишет издание The Next Web, суть технологии в том, чтобы подавать на традиционный микрочип переменные токи с разным напряжением, что обеспечит формирование вокруг них магнитных полей.
Каждый квантовый бит в такой системе состоит из отдельных атомов. В своем нормальном состоянии эти атомы находятся на одном месте слишком недолго, чтобы производить вычисления. Для их стабилизации они превращаются в ионы через удаление одного электрона. Ионы имеют электрический заряд, что позволяет фиксировать их на месте внутри магнитного поля — на микроскопическом расстоянии от самого чипа.
Сооснователь OxfordIonics доктор Крис Бэлланс (Chris Ballance) сравнивает этот эффект с игрушками, где с помощью магнитов объекты буквально подвешиваются в воздухе.
«Лучшее от двух миров»
«Результат — лучшее от двух миров: у нас выходит микросхема, которую можно изготавливать традиционным для компьютерных процессоров образом и которая будет работать при комнатной температуре, и при этом у нас получается и идеальный кубит, который состоит из отдельных ионов, подвешенных в магнитном поле над чипом. Поскольку кубиты не создаются специально, то и ошибки невозможны: природа гарантирует, что каждый отдельный атом абсолютно идентичен любому другому», — заявил Бэлланс.
В отличие от других систем, в которых применяется захват ионов магнитным полем, лазеры в разработках Oxford Ionics не применяются. Как пояснил Бэланс, такой подход эффективен только в очень малых системах, а на макроуровне (даже на уровне микросхем) их будет крайне сложно применять и интегрировать. Вдобавок, чем больше будут размеры процессора и количество кубитов, тем выше вероятность ошибок.
При испытаниях система Oxford Ionics в своем нынешнем виде продемонстрировала, на первый взгляд, очень хорошие результаты, поставив ряд рекордов и по производительности вычислений, и по скорости работы, и по количеству ошибок. Исследования Бэлланса были упомянуты в прошлогодней публикации Нобелевского комитета, посвященной вручению Нобелевской премии по физике.
Инвесторы тоже обратили внимание на эти исследования: на прошлой неделе Oxford Ionics объявили о привлечение инвестиции на сумму 30 млн фунтов. Эти деньги будут направлены на то, чтобы вывести технологию на рынок.
По мнению Бэлланса, в ближайшие годы квантовые компьютеры начнут решать практические вычислительные проблемы, с которыми не справляются современные компьютеры.
«Цель крайне амбициозная и технология, по крайней мере, в ее поверхностном описании, выглядит многообещающе, — полагает Алексей Водясов, технический директор компании SEQ. — Но насколько такой подход окажется работоспособным, может показать действительно только практическое применение и решение реальных вычислительных проблем, посильных только для квантовых компьютеров. Если окажется, что система Oxford Ionics полностью отвечает ожиданиям, то это конечно будет рывок в направлении всеобщего распространения квантовых компьютеров. Сегодняшние экспериментальные воплощения — слишком непрактичны».
При этом он не предполагает, что технологии Oxford Ionics удастся интегрировать в процессоры общего применения. Более вероятно, что будут выпускаться специализированные устройства, которые, однако, будут работать в параллель с традиционными полупроводниковыми вычислительными системами. Сколько будет стоить производство таких процессоров, пока неизвестно.
Поделиться
