Компания PsiQuantum разработала масштабируемую платформу для квантовых вычислений на фотонах

Американская компания PsiQuantum, работающая над развитием квантовых технологий, сделала значительный шаг вперёд в решении одной из главных задач для внедрения квантовых вычислений в промышленности — массового производства квантовых чипов.

PsiQuantum применяет методику «фотонных» квантовых вычислений. Эта, в прошлом считавшаяся малоперспективной, техника основывается на использовании фотонов для кодирования информации. Несмотря на ряд достоинств, таких как малошумность, высокая скорость и совместимость с существующими оптоволоконными системами, фотонные квантовые вычисления сталкиваются со значительными техническими вызовами, в частности, с управлением стремительно перемещающимися фотонами, их потерями и сложностью их генерации и обнаружения.

В недавней публикации в журнале Nature, PsiQuantum представила аппаратную платформу для фотонных квантовых вычислений, которая, по заявлению компании, поддаётся массовому производству и решает проблему масштабируемости. Обновлённая платформа выделяется такими характеристиками, как волноводы с низкими потерями на основе нитрида кремния, высокоэффективные детекторы, различающие количество фотонов, и межсоединения с практически нулевыми потерями.

Компания сообщает о показателях ошибок в 0,02% для одиночных кубитов и 0,8% для двухкубитных операций. Хотя эти значения могут выглядеть весьма значительными, они превосходят почти нулевой уровень ошибок в актуальных чипах телефонов. Однако, такие показатели сопоставимы с лучшими современными кубитами, что весьма обнадёживает.

Важнейшим достижением системы PsiQuantum стало применение модели квантовых вычислений на основе слияния. Данный подход обеспечивает более эффективную коррекцию ошибок по сравнению с традиционными методами. Создатели квантовых компьютеров стремятся достигнуть уровня, при котором ошибки подавляются неограниченно, если начальный уровень ошибок оставаться ниже определённого порога.

Разработанная PsiQuantum система стала результатом сотрудничества с производителем полупроводников GlobalFoundries. Все основные элементы, такие как источники и детекторы фотонов, логические системы и схемы коррекции ошибок, интегрированы в единый кремниевый чип. PsiQuantum утверждает, что GlobalFoundries уже произвела миллионы таких чипов.

При успешной реализации своих обещаний PsiQuantum может стать катализатором новой эры в мире масштабируемых квантовых вычислений. Фотонный квантовый компьютер с отказоустойчивостью будет обладать значительными преимуществами и более низкой энергозатратностью по сравнению с традиционными системами.

Исторически лидерами в этой области были сверхпроводящие чипы, работающие при экстремально низких температурах, технологии которых развиваются такими компаниями, как Google, IBM и Rigetti. Среди других методов выделяются квантовые вычисления с использованием захваченных ионов (IonQ и Honeywell), нейтральных атомов и кремниевых кубитов.

Источник: iXBT