В среду руководство японской компании NEC Corporation провело пресс-конференцию, посвящённую целям компании по созданию квантовых вычислительных систем, соответствующих программных инструментов и очерчиванию области решаемых задач. Областью квантовых вычислителей компания плотно занимается с середины 90-х годов прошлого века. В 1999 году NEC представила первый в мире твердотельный (суперпроводящий) кубит. В 2003 году компания впервые в мире показала работающую 2-кубитовую систему и выполнение ряда простых алгоритмов на ней. В 2007 году NEC смогла создать систему со сцепленными кубитами, а в 2014 году компания создала высокоточные, неразрушаемые в процессе считывания кубиты из параметронов.
Элемент квантового вычислителя NEC с системой крепления в криогенной камере
Возврат к параметронам, которые были изобретены в Японии в начале 50-х годов прошлого века и на основе которых в этой стране даже создавались первые компьютеры, стал для NEC переломным моментом. Раньше компания, как и почти вся индустрия в массе, апеллировала к квантовым вентилям. Квантовые вентили ― это группы кубитов, из которых создаются аналоги логических элементов двоичной логики (за исключением состояния суперпозиции, которое транзисторы не поддерживают). С учётом использования параметронов NEC приняла решение сделать ставку на так называемый квантовый отжиг. Принцип квантового отжига, например, в своих квантовых вычислителях использует компания D-Wave (подробнее см. в нашем архиве). В общих чертах ― это процесс оптимизации задачи, который приводит к получению ответа с существенно меньшими затратами вычислительной мощности.
Однако если D-Wave использует в своих процессорах кубиты из так называемых «сквидов» в виде миниатюрных сверхпроводящих колец и массивы из них, то NEC собирается использовать, как уже сказано выше, квантовые параметроны ― новую редакцию изобретённых около 70 лет назад радиотехнических элементов. Параметроны, напомним, интересны тем, что они имеют два устойчивых состояния (фазы). На входе параметрона может быть подан достаточно сильный сигнал опорной частоты, который возбудит в нём устойчивое состояние и, тем самым, будет в меньшей степени подвержен помехам, разрушающим когерентность (согласованность) кубитов. Иначе говоря, ошибок в квантовых вычислениях станет меньше просто по той причине, что уровень сигнала кубитов станет существенно сильнее.
Кремниевые пластины с базовыми квантовыми элементами на эффекте квантового отжига
В настоящий момент NEC разработала элемент квантового вычислителя на основе квантового отжига и систему охлаждения вычислительного блока. К 2023 году компания обещает довести время когерентности системы до 1 мс (время согласованного состояния суперпозиции всех связанных кубитов в системе). Сегодня рекордом может считаться время когерентности 75 мкс, которое демонстрирует первый коммерческий квантовый компьютер компании IBM.
Базовый квантовый элемент NEC на эффекте квантового отжига
Параллельно NEC начинает работать с рядом крупнейших научных учреждений Японии для разработки алгоритмов и создания программ для квантовых компьютеров на основе квантового отжига. В частности, будут создаваться инструменты на основе модели Изинга — математической модели статистической физики, которая также стала основой для описания как физических явлений и процессов, так и социальных явлений. В компании NEC уверены, что квантовые вычислители станут базой для регулирования жизни социума в будущем. Например, для оптимизации городского трафика и маршрутов отдельных транспортных средств в частности, или для внесения порядка в общественные явления.
