Pierwszy komputer kwantowy z krzemu. Startup ogłosił przełom

Komputer kwantowy to rodzaj komputera, który zamiast klasycznych bitów wykorzystuje kubity – jednostki informacji kwantowej, które mogą znajdować się w superpozycji wielu stanów jednocześnie. Dzięki temu maszyny kwantowe mają potencjał rozwiązywania problemów, które są trudne lub praktycznie niemożliwe do wykonania na klasycznych komputerach, takich jak symulacje molekularne, optymalizacja złożonych systemów czy szyfrowanie.

Obecne systemy kwantowe wykorzystują różne, bardzo specjalistyczne technologie, w tym:

• Qubity nadprzewodnikowe – obwody chłodzone do blisko zera absolutnego, sterowane mikrofalami.
• Jony uwięzione w pułapkach – pojedyncze jony utrzymywane w polach elektrycznych lub magnetycznych i manipulowane laserami.
• Qubity fotonowe lub spinowe – wykorzystujące stany fotonów lub spin elektronów/niąder atomowych w kropkach kwantowych lub diamentach z defektami.

Wszystkie te technologie wymagają skomplikowanych systemów kriogenicznych, precyzyjnego sterowania i często wielkich "lodówkowych" obudów w laboratoriach.

Brytyjski startup Quantum Motion ogłosił znaczący przełom w dziedzinie komputerów kwantowych – zbudowanie pierwszego na świecie pełnozakresowego systemu kwantowego w oparciu o standardowe układy scalone CMOS, takie same jak stosowane w komputerach, laptopach czy smartfonach. Maszyna została już zainstalowana w Narodowym Centrum Komputerów Kwantowych (NQCC) w Wielkiej Brytanii.

Quantum Motion zastosował procesory spin-kubitowe wykonane w standardowej technologii krzemowej CMOS, stosowanej w masowej produkcji układów scalonych. System został zaprojektowany w architekturze kafelkowej, umożliwiającej skalowanie do milionów kubitów w przyszłości, a cały zestaw, w tym kriogenika i system sterowania, mieści się w trzech standardowych szafach 19-calowych – co znacznie ułatwia integrację w centrach danych. Komputer obsługuje również popularne frameworki programistyczne, takie jak Qiskit i Cirq, co pozwala na wykorzystanie go przez programistów bez potrzeby przebudowywania narzędzi.

Wątpliwości i ograniczenia

Serwis Tom's Hardware zauważa, że mimo medialnego rozgłosu Quantum Motion nie ujawnił kluczowych danych technicznych, takich jak liczba kubitów, dokładność bramek, czasy koherencji ani wstępne wyniki benchmarków. Nie wiadomo też, jak system radzi sobie z korekcją błędów – jednym z głównych wyzwań w skalowalnym przetwarzaniu kwantowym. W praktyce oznacza to, że choć maszyna mieści się w trzech szafach i wykorzystuje standardowe układy scalone, jej rzeczywista wydajność pozostaje niezweryfikowana. Testy NQCC w nadchodzących miesiącach mają to zmienić.

Krzemowy przełom

Quantum Motion podkreśla, że stworzenie pełnozakresowego komputera kwantowego w technologii CMOS jest "krzemowym przełomem" i może otworzyć drogę do masowej produkcji kwantowych procesorów. Jednak dopóki nie zostaną opublikowane szczegółowe dane operacyjne i wyniki testów w rzeczywistych zastosowaniach, należy traktować te deklaracje jako obiecującą demonstrację technologii, a nie ostateczny dowód komercyjnej użyteczności.