Автор: Сообщается, что в течение 2025 года компании Atom Computing и Microsoft поставят клиентам первые 1000-кубитные квантовые компьютеры. Это будут локальные системы на холодных нейтральных атомах, для которых Microsoft создала программную платформу для организации гибридных квантово-классических вычислений, а также базовые алгоритмы для коррекции ошибок, что позволит создать на компьютере массив из 50 логических кубитов для произвольных вычислений.
В компании Atom Computing подчёркивают, что они создали локальную вычислительную систему для непосредственного обращения к ней клиентов. Кубиты создаются на основе охлаждённых атомов иттербия. Атомы доводятся в одной вакуумной камере до температуры близкой к абсолютному нулю и затем оптическими пинцетами переносятся во вторую вакуумную камеру, где удерживаются в ловушках в конфигурациях, созданных по заданному алгоритму.
Конфигурации атомов представляют собой схему из соединённых гейтов — логических структур, заточенных на определённую обработку состояний входных кубитов. В 1000-кубитной системе этого года (1200 кубитов, если точно) для создания схемы по выполнению квантового алгоритма разработчики предлагают использовать около 50 логических кубитов. Важно подчеркнуть, что ряд конкурирующих компаний используют холодные нейтральные атомы для симуляции квантовых процессов. Это тоже своего роды расчёты, но универсальными такие платформы назвать нельзя. Компания Atom Computing с самого начала сочла для себя такой вариант неприемлемым и организует свои нейтральные холодные атомы в гейты.
«Atom Computing вообще никогда не интересовалась аналоговыми вычислениями [симуляциями], — говорит Реми Нотерманс (Remy Notermans), директор по стратегическому планированию компании. — Причина в том, что когда мы говорим о долгосрочных отказоустойчивых квантовых вычислениях, на самом деле нужны компьютеры на базе гейтов. Очевидно, что я не могу читать мысли наших конкурентов, но мы увидели, что есть окно возможностей, где аналоговые вычисления с нейтральными атомами очень интересны, но для достижения долгосрочной цели создания отказоустойчивого квантового компьютера аналоговые вычисления вас туда не приведут».
У холодных нейтральных атомов в качестве кубитов есть свои плюсы и свои минусы. Главный минус — операции с ними проходят ощутимо медленнее, но это с лихвой компенсируется одним из самых длительных в отрасли временем когерентности, в течение которого можно запускать вычислительные алгоритмы и корректировать ошибки. Более того, ставка компании на атомные спины, а не на электронные, максимально увеличила время когерентности — оно сегодня самое лучшее у них, как и самая высокая в индустрии точность вычислений на уровне 99,6 % для двухкубитных гейтов.
Считается, что абсолютно безошибочными квантовые вычисления станут после создания компьютера на 1000 логических кубитов из 1 млн физических. На практике всё может быть не так однозначно, но цель ясна — пытаться создавать системы с наибольшим возможным числом логических кубитов за счёт переизбытка физических. В этом году Atom Computing и Microsoft предложат клиентам более 50 логических кубитов на более чем 1000 физических, а на следующем этапе обещают начать поставки систем с более чем 100 логическими кубитами на более чем 10 тыс. физических. У компании нет узких в мест в возможности масштабировать платформу и она готова развиваться.
Интересно отметить, что в данном проекте как партнёр участвует такой супертяжеловес, как компания Microsoft. При этом у неё есть свои собственные квантовые платформы и даже облачные сервисы в этой области. И всё же, в процессе поставки и развёртывания компьютеров Atom Computing компания Microsoft будет полноценно отвечать за свою часть — за коррекцию ошибок и за создание гибридного стека с классическими компьютерами с использованием пакета Microsoft Azure Quantum. Пакет включает инструменты для виртуализации кубитов и для удобства работы с ними.
Со временем Atom Computing обещает начать поставки квантовых компьютеров для развёртывания облачных услуг, но для этого необходимо создать платформы следующего поколения, чтобы они могли нести какую-то пользу. Современные квантовые системы и даже решения нескольких последующих лет компания представляет для себя и клиентов как полигон по отладке алгоритмов и поиска лучших квантовых технологий. Чтобы квантовый компьютер начал представлять собой практическую ценность должно пройти ещё много лет.
