Компанія IBM зробила значний крок вперед у сфері квантових обчислень, представивши унікальну систему охолодження. Новий пристрій здатний знижувати температуру приблизно до 10 мілікельвінів, що еквівалентно майже -273,14 °C. Це робить установку у 180 разів холоднішою, ніж відкритий космос, і дозволяє вирішувати найважливіші завдання з масштабування квантових технологій.

Суть технології та наднизькі температури

У надпровідних квантових комп'ютерах використовуються кубіти, які мають надзвичайну чутливість до зовнішніх шумів і коливань температури. Теплові ефекти можуть порушити крихкий квантовий стан і призвести до фатальних помилок у обчисленнях. Саме тому процесори IBM вимагають підтримання температури нижче 15 мілікельвінів. Для досягнення цих показників інженери компанії задіюють складні гелієві компресори, чилери з розбавленням, а також багаторівневий тепловий і електромагнітний захист.

Модульний підхід до охолодження

Головним викликом для інженерів стало не просто досягнення екстремального холоду, а масштабування системи у міру зростання кількості чипів. Створення єдиної величезної холодильної установки для сотень процесорів призвело б до колосальної складності обслуговування. Тому IBM обрала модульний шлях, розділивши систему на незалежні блоки заввишки і завширшки близько 2,4 метра. Кожен такий модуль надає у 12 разів більше місця для проводки, забезпечуючи стабільну роботу обладнання.

Інноваційні L-подібні з'єднувачі

Щоб об'єднати різнорідні модулі в єдину обчислювальну мережу, фахівці IBM розробили спеціальний надпровідний алюмінієвий кабель довжиною близько метра — так званий L-подібний з'єднувач. Дане технологічне рішення вперше дозволило зв'язати квантові процесори, що знаходяться в ізольованих камерах охолодження, без втрати робочої температури. Це відкриває шлях до створення масштабних багатомодульних архітектур.

Плани на майбутнє та система Quantum Starling

Впровадження розробленої модульної архітектури охолодження намічено на 2027 рік, коли перші системи з кількох блоків зможуть об'єднати близько 1000 кубітів. Цей технологічний прорив закладає міцний фундамент для реалізації амбітного проєкту Quantum Starling, запуск якого заплановано на 2029 рік. Очікується, що нова система міститиме близько 200 логічних кубітів і забезпечить колосальну перевагу над сучасними класичними суперкомп'ютерами.