Megelőzné az IBM-et egy kvantumszámítógépes kis cég

A Quera Computing nemrég közzétett ütemterve szerint 2026-ra építené meg első 100 qubites kvantumszámítógépét – a bostoni cég ezzel megelőzné a terület egyik legnagyobb szereplőjét, az IBM-et.

A kvantumszámítógépek a kvantummechanika fizikai elvein alapuló számítógépek, amelyek az 1 vagy 0 állású hagyományos bitek helyett több állapotot egyidejűleg magukra öltő kvantumbiteket használnak, ezért olyan számításokat is képesek elvégezni, amikkel egy klasszikus számítógép az univerzum korának megfelelő idő alatt sem birkózna meg. A fő korlát, hogy a kvantumbitek nagyon törékenyek és a legminimálisabb hatásra is hibás értéket vesznek fel – egy mérföldkőnek tekinthető, 100 qubitet kezelő kvantumszámítógéphez tízezer fizikai qubit nagyon komoly mérnöki munkára és befektetésre van szükség.

A terület egyik legfontosabb szereplője, az IBM tavaly év végén jelentette be új kvantumchipjét, az 1121 szupravezető qubitet tartalmazó Condort. A Quera egy viszonylag kis cég, és olyan területen próbál előre törni, ahol a nagy IBM már beleszaladt csalódást keltő eredményekbe: a qubitek tartóssága és hibakorrekció területén.

A harvardi laborokból kinőtt cég az MIT-n és Harvardon kifejlesztett, atomalapú qubitekkel dolgozik. Ezek lézerekkel csapdába ejtett rubidium atomok, amelyekben az atommag spinje hordozza a qubit információját. Ezek viszonylag sokáig hibamentesen megtartják állapotukat – a sokáig itt több mint egy másodpercet jelent. A lézerek ebben a rendszerben nem csak csipeszként tartják az atomokat, de a műveletek betáplálását és kiolvasását is elvégzik.

A Quera erőssége, hogy ugyancsak harvardi fejlesztésű, kifejezetten hibaazonosításra és javításra tervezett hardvert használ. A rendszer egyik sajátos kihívása, hogy mivel az egyes atomokhoz több lézerre is szükség van, tízezer ilyen qubit üzemeltetése már 

Nem lehetetlen azonban megvalósítani: egy konkurens cég, az Atom Computing már épített ilyen nagyobb léptékű, szintén atomos qubiteket használó gépet.

Az Atom Computing rendszerének sajátossága, hogy nem mozgatja a csapdába ejtett atomokat, a Quera viszont igen. Az ő hardverükben olyan zónákba terelik az atomokat, ahol kvantum-összefonódás lép fel. A laboratóriumban bemutatott hibakorrekció úgy működött, hogy egy pár atomon ugyanazokat a manipulációkat végezték, majd vizsgálták a hibák megjelenését. A probléma, hogy csak a számítások egy részét lehet ilyen módon korrigálni, a funkció kiterjesztése a következő évekre marad.

A cég kvantumszámítógépe jelenleg 256 qubites, de jóval nagyobb ugrásra készülnek, mint amiről Moore álmodhatott: 2025-re 3000 qubites gépet szeretnének, egy évvel később pedig 10 ezer qubiteset. Ez utóbbival elérnék a 100 logikai qubites álomhatárt, amivel már praktikus számítások végezhetők, például molekulákat szimulálhatnak.

(Ars Technica, Interesting Engineering)