887
Для роботи над наступним поколінням квантових комп’ютерів IBM створила нові кріогенні системи, здатні охолоджувати обладнання до температур усього в кілька тисячних градуса вище абсолютного нуля. Це майже у 200 разів холодніше за температуру космічного мікрохвильового фону, який заповнює Всесвіт.
Надпровідні квантові процесори працюють лише за надзвичайно низьких температур. Якщо система нагрівається, теплові коливання руйнують крихкі квантові стани й збільшують кількість помилок.
Для охолодження використовують так звані розчинні холодильники. Вони працюють із сумішшю ізотопів гелію та послідовно знижують температуру кількох внутрішніх ступенів до мілікельвінового діапазону.
Зі збільшенням квантових процесорів виникає інженерна проблема: холодильник повинен вмістити набагато більше кабелів, фільтрів, підсилювачів та іншої електроніки, але при цьому відводити тепло ще ефективніше.
Нові системи розраховані саме на більший масштаб. Внутрішній об’єм дає змогу розміщувати складніші квантові модулі та інфраструктуру, необхідну для керування великою кількістю кубітів.
Температурний орієнтир здається парадоксальним. Глибокий космос дуже холодний, але через космічний мікрохвильовий фон його ефективна температура становить близько 2,7 кельвіна. Квантові процесори охолоджують до десятків мілікельвінів — тобто у сотні разів нижче.
Низька температура сама по собі не робить квантовий комп’ютер безпомилковим. Кубіти все одно взаємодіють із навколишнім середовищем, електронним шумом і дефектами матеріалів.
Саме тому довгострокова мета галузі — відмовостійкі квантові обчислення. Для цього логічний кубіт кодують у великій кількості фізичних кубітів і постійно виправляють помилки, не вимірюючи безпосередньо сам квантовий стан.
Такі системи вимагатимуть набагато більшого обладнання, ніж сучасні експериментальні процесори. Нові кріогенні платформи є частиною підготовки до цього масштабу, оскільки без достатньої холодильної потужності розміщення великої кількості надпровідних кубітів буде неможливим.
