Японські айтішники запустили Reimei, перший в світі гібридний квантовий суперкомп’ютер. Ця квантова машина на основі 20 кубітів була інтегрована в Fugaku – шостий по швидкодії суперкомп’ютер у світі.
Гібридна система призначена для вирішення завдань, на обробку яких класичним суперкомпьютерам потрібно неймовірно багато часу. Квантова машина розміщена в науковому інституті Рікен в Сайтаме, недалеко від Токіо, і в першу чергу буде підтримувати дослідження в області фізики і хімії.
Представники Quantinuum, творців Reimei, і Riken заявили, що інтеграція квантових обчислень з Fugaku є важливим кроком вперед в області високопродуктивних обчислень. Квантові комп’ютери володіють потенціалом для виконання обчислень за хвилини або секунди, на які класичним комп’ютерам потрібні мільйони років.
Однак до тих пір, поки квантові комп’ютери не стануть більш надійними і масштабованими, вчені вважають, що гібридні системи, такі як Reimei-Fugaku, можуть служити ефективним рішенням.
Reimei відрізняється від більшості квантових комп’ютерів, які покладаються на надпровідні кубіти. Замість цього він використовує кубіти з захопленими іонами – технологію, яка пропонує ряд переваг у стабільності та управлінні.
Цей метод включає виділення заряджених атомів або іонів, в електромагнітному полі, створюючи так звану іонну пастку. Потім захопленими іонами маніпулюють за допомогою точно відкаліброваних лазерів, які коригують їх квантові стани для виконання обчислень.
Ця технологія дозволяє вченим маніпулювати іонами, щоб вони могли діяти як кубіти, зберігаючи і обробляючи квантову інформацію. Кубіти з захопленими іонами забезпечують більш тривалий час когерентності і сприяють більшій кількості з’єднань між кубітами. Навпаки, надпровідні кубіти забезпечують більш швидке підключення вентилів і їх простіше виготовляти на мікросхемах.
Представники Riken пояснили, що унікальна архітектура Quantinuum стала ключовою причиною вибору її квантової системи. Reimei використовує процес, званий “іонним човником”, який фізично переміщує кубіти по контуру по мірі необхідності. Це дозволяє використовувати більш складні алгоритми і поліпшену квантову обробку.
Однією з найбільших проблем у квантових обчисленнях є помилки кубітів. Квантові біти дуже чутливі до впливу, що призводить до появи “шуму”, що впливає на обчислення. Щоб підвищити точність, Reimei групує кілька фізичних іонних кубітів в “логічні кубіти”, які зберігають одну й ту ж інформацію в кількох місцях.
Логічні кубіти допомагають зменшити кількість помилок за рахунок розподілу потенційних точок відмови. Це означає, що збій одного кубіта не порушує поточні обчислення. Раніше Quantinuum домоглася прориву, створивши логічний кубіт з частотою помилок в 800 разів нижче, ніж у фізичних кубітів.
Reimei-Fugaku – це перший повністю працюючий гібридний квантовий суперкомп’ютер. Інші компанії тестували аналогічні системи, такі як 20-кубитнмй квантовий процесор IQM, інтегрований в німецьку SuperMUC-NG у червні 2024 року.
Однак ця система залишається на стадії тестування, дата публічного запуску не підтверджена. IQM планує інтегрувати 54-кубітну систему в 2025 році і 150-кубітний чип в 2026 році.
