שני מודולי הקירור הגיעו לטמפרטורה נמוכה מ־15 מיליקלווין ומציעים שטח חיווט הגדול עד פי 12 לעומת מערכות IBM הקיימות. מדובר בהדגמת תשתית שנועדה לאפשר חיבור מעבדים רבים — עדיין לא במחשב קוונטי עמיד לשגיאות
IBM הודיעה כי חיברה בהצלחה שני מודולי קירור קריוגניים ויצרה מהם סביבת קירור משותפת, כחלק מפיתוח התשתית שתידרש למחשבים קוונטיים גדולים ומודולריים.
בניגוד למעבד קוונטי חדש, ההישג הנוכחי נמצא בשכבת התשתית: היכולת לקרר, לחווט ולחבר מספר גדול של שבבים קוונטיים באותה מערכת. הגדלת מספר הקיוביטים אינה תלויה רק בייצור המעבדים, אלא גם במקום הפיזי לכבלים, בקירור יציב ובהפחתת רעש והפרעות.
שני המודולים המחוברים מתנשאים לגובה ולרוחב של יותר מ־2.4 מטרים. בבדיקות הראשונות הם הגיעו לטמפרטורה של ארבעה קלווין בתוך פחות מחמישה ימים, ולאחר מכן ירדה הטמפרטורה לפחות מ־15 מיליקלווין — 0.015 מעלות מעל האפס המוחלט.
IBM מתארת טמפרטורה זו כנמוכה ביותר מפי 180 מטמפרטורת קרינת הרקע בחלל העמוק, הנמצאת סביב 2.7 קלווין. ההשוואה נכונה מבחינת היחס בין הטמפרטורות המוחלטות, אך חשיבותו המעשית של ההישג היא שמירה על התנאים הדרושים להפעלת קיוביטים מוליכי־על.
יותר מקום לחיווט בין המעבדים
לפי IBM, מעטפת הוואקום של כל מודול מספקת שטח חיווט הגדול עד פי 12 מזה הקיים במערכות הקוונטיות הנפוצות של החברה. תוספת המקום אמורה לאפשר מספר גדול בהרבה של חיבורים בתוך כל מודול ובין מודולים סמוכים.
במקום מבנה גלילי מקובל, IBM בחרה במודולים דמויי קופסה שאפשר להציב בצפיפות בשורה. התכנון אמור לאפשר חיבור ישיר של מעבדים קוונטיים נפרדים באמצעות רכיב המכונה L-coupler.
המקשרים נועדו להעביר מידע קוונטי בין שבבים נפרדים ולאפשר להם לפעול כחלק ממערכת אחת. כך מקווה החברה להתגבר על הקושי לייצר שבב יחיד הכולל מספר הולך וגדל של קיוביטים בלי לפגוע באיכותם.
בהמשך השנה מתכננת IBM להתקין במודולי הקירור מעבדי Quantum Nighthawk, כדי להרחיב את בדיקות הביצועים בתנאי עבודה. החברה מעריכה כי עד 2027 תוכל להשתמש במקשרי L-coupler לחיבור כמה מעבדים למערכת הכוללת לפחות אלף קיוביטים ניתנים לתכנות.
שלב נוסף בדרך ל־Starling
מערכת הקירור היא אחד המרכיבים במפת הדרכים של IBM לפיתוח Quantum Starling, שהחברה מתכננת להפעיל ב־2029. לפי התוכנית, Starling יתבסס על 200 קיוביטים לוגיים ויוכל להריץ מעגלים הכוללים מאה מיליון שערים קוונטיים.
קיוביט לוגי נבנה ממספר רב של קיוביטים פיזיים ומאפשר להשתמש בתיקון שגיאות כדי לשמר מידע קוונטי לאורך חישוב מורכב. לכן מספר הקיוביטים הפיזיים לבדו אינו מעיד על עוצמתה המעשית של מערכת קוונטית.
IBM צופה שבמערכת Starling כל מודול קירור יכיל אלפי קיוביטים. כדי להגיע לכך החברה צריכה להוכיח לא רק שהמודולים מגיעים לטמפרטורה הנדרשת, אלא שגם המעבדים, החיבורים, מערכות הבקרה ותיקון השגיאות פועלים יחד לאורך זמן.
ההכרזה הנוכחית אינה מוכיחה ש־IBM כבר בנתה מחשב קוונטי עמיד לשגיאות, וגם היעד ל־2029 הוא עדיין תחזית של החברה. היא כן מסירה מכשול הנדסי חשוב: כיצד להרחיב את סביבת הקירור בלי להסתמך על מקרר יחיד שממדיו ומספר החיבורים שבו מוגבלים.
לפרסום המקורי: [IBM Connects Its First Modular Cryogenic Systems](
עוד בנושא באתר הידען
- IBM וקידמה מציגות שלוש הדגמות ליתרון קוונטי שניתן לאמת
- מחשב קוונטי של IBM סייע לחשב כיצד טריטיום נקשר למלח מותך לכורי היתוך
- חתן פרס וולף ג’ייננדרה ג’יין בראיון מיוחד: כך הפכו אלקטרונים מסובכים לפרמיונים מרוכבים
- לא מכונת זמן: כך גרמו חוקרים למערכת קוונטית להיראות כאילו היא חוזרת לאחור
- ארה״ב ו־IBM מקימות מפעל ייעודי ראשון לשבבים קוונטיים
