IBM построила гигантский холодильник для квантового компьютера с температурой почти -273 °C

IBM построила гигантский холодильник для квантового компьютера с температурой почти -273 °C

IBM впервые объединила два модульных криогенных блока в единую систему для будущих квантовых компьютеров. Установка высотой и шириной более 2,4 метра охлаждается ниже 15 милликельвинов, то есть примерно до -273,135 °C. По данным IBM, это более чем в 180 раз холоднее температуры глубокого космоса.

Столь экстремальное охлаждение необходимо для работы сверхпроводящих кубитов. При более высокой температуре тепловой шум быстро разрушает их квантовое состояние, поэтому процессоры приходится помещать внутрь сложных dilution refrigerator с несколькими температурными ступенями, вакуумной изоляцией и большим количеством управляющей электроники.

Однако с ростом числа кубитов главным ограничением становится уже не только охлаждение. Каждый квантовый процессор требует кабелей, разъемов, аттенюаторов, усилителей и другой управляющей инфраструктуры. В современных системах может использоваться около 2,5 кабеля на один кубит, а при масштабировании это потенциально приводит к миллионам соединений. Эксперты отмечают, что такая конструкция быстро становится слишком сложной и ненадежной.

IBM пытается решить проблему с помощью модульной архитектуры. В новых криогенных блоках предусмотрено до 12 раз больше пространства для проводки по сравнению с наиболее распространенными квантовыми системами компании. Несколько модулей можно устанавливать рядом и связывать расположенные внутри квантовые процессоры через технологию L-coupler.

Эти соединения передают микроволновые фотоны между отдельными процессорами, позволяя нескольким чипам работать как части одной вычислительной системы. IBM уже продемонстрировала двухкубитную операцию через такой канал с точностью 99,3% и рассчитывает повысить показатель до 99,9%.

В 2027 году компания планирует соединить несколько процессоров в систему минимум с 1000 программируемых кубитов. К 2029 году эта же криогенная архитектура должна стать основой IBM Quantum Starling - первого, по планам компании, отказоустойчивого квантового компьютера.

Развитие квантовых компьютеров таким образом все сильнее превращается в инженерную задачу вокруг самого процессора. Для увеличения числа кубитов приходится одновременно масштабировать холодильники, кабельную инфраструктуру, управляющую электронику и межпроцессорные соединения. Сам квантовый чип становится лишь одной частью значительно более крупной и сложной машины.

похожие материалы

Стрелочка
Стрелочка
«Лаборатория Касперского» вошла в число лидеров в области промышленной безопасности в Азиатско-Тихоокеанском регионе
«Лаборатория Касперского» вошла в число лидеров в области промышленной безопасности в Азиатско-Тихоокеанском регионе

Международное консалтинговое агентство Frost & Sullivan признало «Лабораторию Касперского» лидером 2026 года в Азиатско-Тихоокеанском регионе по двум направлениям: в области создания ценности для клиентов в сфере безопасности операционных технологий (OT) и в области продуктов для конвергентной безопасности ИТ и OT.