Компания IBM сделала значительный шаг вперед в сфере квантовых вычислений, представив уникальную систему охлаждения. Новое устройство способно понижать температуру приблизительно до 10 милликельвинов, что эквивалентно почти -273,14 °C. Это делает установку в 180 раз холоднее, чем открытый космос, и позволяет решать важнейшие задачи по масштабированию квантовых технологий.
Суть технологии и сверхнизкие температуры
В сверхпроводящих квантовых компьютерах используются кубиты, обладающие чрезвычайной чувствительностью к внешним шумам и колебаниям температуры. Тепловые эффекты могут нарушить хрупкое квантовое состояние и привести к фатальным ошибкам в вычислениях. Именно поэтому процессоры IBM требуют поддержания температуры ниже 15 милликельвинов. Для достижения этих показателей инженеры компании задействуют сложные гелиевые компрессоры, чиллеры с разбавлением, а также многоуровневую тепловую и электромагнитную защиту.
Модульный подход к охлаждению
Главным вызовом для инженеров стало не просто достижение экстремального холода, а масштабирование системы по мере роста числа чипов. Создание единой огромной холодильной установки для сотен процессоров привело бы к колоссальной сложности обслуживания. Поэтому IBM выбрала модульный путь, разделив систему на независимые блоки высотой и шириной около 2,4 метра. Каждый такой модуль предоставляет в 12 раз больше места для проводки, обеспечивая стабильную работу оборудования.
Инновационные L-образные соединители
Чтобы объединить разрозненные модули в единую вычислительную сеть, специалисты IBM разработали специальный сверхпроводящий алюминиевый кабель длиной около метра — так называемый L-образный соединитель. Данное технологическое решение впервые позволило связать квантовые процессоры, находящиеся в изолированных камерах охлаждения, без потери рабочей температуры. Это открывает путь к созданию масштабных многомодульных архитектур.
Планы на будущее и система Quantum Starling
Внедрение разработанной модульной архитектуры охлаждения намечено на 2027 год, когда первые системы из нескольких блоков смогут объединить около 1000 кубитов. Данный технологический прорыв закладывает прочный фундамент для реализации амбициозного проекта Quantum Starling, запуск которого запланирован на 2029 год. Ожидается, что новая система будет включать около 200 логических кубитов и обеспечит колоссальное превосходство над современными классическими суперкомпьютерами.
