Гиганты вроде Google и IBM зря гнались за количеством: новый квантовый чип на базе кремния уничтожает конкурентов точностью

Физики из компании Silicon Quantum Computing (SQC) сделали заявление, которое ставит под сомнение стратегии технологических гигантов. Они разработали квантовый процессор, который называют самым точным в истории. Пока другие гонятся за количеством вычислительных элементов, эти ребята сделали ставку на качество и новую архитектуру.

Представители стартапа из Сиднея уверяют, что их решение имеет огромное преимущество перед конкурентами. Секрет кроется в архитектуре под названием «14/15». Суть технологии проста и гениальна: атомы фосфора помещают прямо в структуру кремния. Название выбрали не случайно, ведь кремний и фосфор занимают 14-ю и 15-ю позиции в таблице Менделеева.

Результаты испытаний, которые опубликовали в журнале Nature, впечатляют. Команда добилась показателей точности (fidelity) от 99,5% до 99,99%. Система состоит из девяти ядерных и двух атомных кубитов. Это первый случай в мире, когда ученые продемонстрировали стабильную работу атомных квантовых вычислений на кремнии в разных кластерах.

Почему точность важнее громких цифр

Эти показатели говорят о том, насколько эффективно работают методы исправления ошибок. В компании заявляют, что достигли рекордно низкого уровня помех благодаря своей уникальной архитектуре.

На первый взгляд это может показаться не таким уж захватывающим. Особенно если сравнивать с компьютерами от Google или IBM, где стоят сотни и тысячи кубитов. Но архитектура «14/15» обладает огромным потенциалом для масштабирования. Ученые доказали, что высокая точность сохраняется даже при объединении нескольких кластеров. Теоретически это открывает прямой путь к созданию процессоров с миллионами рабочих кубитов, которые не будут постоянно сбоить.

Кремний снова спасает индустрию

Квантовые вычисления работают сложно. Вместо привычного электричества здесь используют энергию для манипуляции кубитами. Google и IBM строят свои системы на сверхпроводниках. Другие лаборатории, вроде PsiQuantum, пытаются использовать частицы света. А компания IonQ ловит отдельные ионы в лазерные ловушки.

Австралийцы пошли своим путем. Они вживляют атомы фосфора в чистейшие кремниевые пластины. Генеральный директор SQC Мишель Симмонс объяснила, что размер элемента в их чипе составляет всего 0,13 нанометра. Это на два порядка точнее, чем современные стандарты производства на заводах TSMC. Точность выросла просто драматически.

Гонка с ошибками проиграна конкурентами

Главное препятствие для любой квантовой платформы — это коррекция ошибок. Квантовые вычисления невероятно хрупкие. Любые перепады температуры или электромагнитные волны разрушают суперпозицию, и информация исчезает.

Обычно инженерам приходится выделять огромное количество кубитов только для того, чтобы проверять и исправлять ошибки. Это тупиковый путь. Но новая система работает иначе. Коды коррекции здесь намного эффективнее, так как «ошибки переворота битов» практически отсутствуют.

В других кремниевых системах сбои случаются чаще, потому что кубитами управляют с меньшей точностью. Чипы SQC спроектировали настолько филигранно, что они избегают большинства проблем, которые мучают другие платформы. Мишель Симмонс отметила, что им приходится исправлять только фазовые ошибки, что в разы снижает нагрузку на систему.

Существует стандартный тест для проверки точности — алгоритм Гровера. Если лаборатория достигает точности выше 99%, считается, что компьютер способен работать стабильно. В феврале 2025 года SQC опубликовала данные, где их система показала результат 98,9% на алгоритме Гровера.

В этом аспекте стартап обошел таких гигантов, как IBM и Google. Да, у корпораций больше кубитов, но масштабировать их системы крайне сложно из-за лавины ошибок. Ученые из SQC утверждают, что их платформа настолько «чистая», что побила рекорды даже без запуска дополнительной коррекции ошибок поверх кубитов.

Мишель Симмонс уверена в будущем успехе. Кластеры из 11 кубитов можно масштабировать до миллионов. Конечно, без коррекции ошибок совсем обойтись не получится. Но количество ресурсов, которые потребуются для этого, будет ничтожно малым по сравнению с тем, что предлагают конкуренты. А значит, и энергии такая машина потребует гораздо меньше.

Квантовый прорыв на коленке: как стартап сделал кремний снова великим

Сообщение Гиганты вроде Google и IBM зря гнались за количеством: новый квантовый чип на базе кремния уничтожает конкурентов точностью появились сначала на DGL.RU - Цифровой мир: новости, тесты, обзоры телефонов, планшетов, ноутбуков.