Ο πρώτος λειτουργικός κβαντικός υπολογιστής ουδέτερου ατόμου πλήρους στοίβας στην Ιαπωνία, ο οποίος συσκευάζει περίπου 50 qubits κατά την εκτόξευση και θα μπορούσε τελικά να φτάσει τα 500, μόλις τέθηκε σε λειτουργία.
Το μηχάνημα
Το σύστημα, με την ονομασία Shunkai, σχεδιάστηκε από μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Kenji Ohmori, PhD, χημικό και διάσημο Ιάπωνα καθηγητή στο Ινστιτούτο Μοριακής Επιστήμης (IMS), μέρος των Εθνικών Ινστιτούτων Φυσικών Επιστημών της Ιαπωνίας. Το μηχάνημα τέθηκε επίσημα σε λειτουργία στις 24 Αυγούστου.
Το Shunkai τροφοδοτείται από μια μονάδα κβαντικής επεξεργασίας (QPU) που παρέχεται από την εταιρεία κβαντικής τεχνολογίας Infleqtion με έδρα το Κολοράντο. Η εταιρεία ήταν επίσης ο μόνος ξένος κβαντικός συνεργάτης που επιλέχθηκε από την Ιαπωνική Υπηρεσία Επιστήμης και Τεχνολογίας (JST) για το πρόγραμμα Quantum Moonshot.
Το πρόγραμμα είναι μια προσπάθεια της ιαπωνικής κυβέρνησης που στοχεύει στην ανάπτυξη καθολικών κβαντικών υπολογιστών ανεκτικών σε σφάλματα έως το έτος 2050. «Αυτό το ορόσημο σηματοδοτεί μια καθοριστική στιγμή για τις κβαντικές φιλοδοξίες της Ιαπωνίας, καθώς και για τον ρόλο της Infleqtion στην προώθηση κβαντικών πλατφορμών έτοιμων για παραγωγή σε μεγάλη κλίμακα», επεσήμανε ο Pranav Gokhale, CTO της Infleqtion.
Οι κβαντικές φιλοδοξίες της Ιαπωνίας
Σύμφωνα με την Infleqtion, το Shunkai θα λειτουργεί αρχικά με 50 qubits πριν επεκταθεί σε περίπου 500 καθώς προχωρά η ανάπτυξη. Οι κβαντικοί υπολογιστές ουδέτερου ατόμου χρησιμοποιούν μεμονωμένα άτομα ως qubits, τις βασικές μονάδες κβαντικών πληροφοριών.
Μπορούν να λειτουργούν σε θερμοκρασία δωματίου χωρίς μεγάλα συστήματα ψύξης. Επίσης, τα άτομα μπορούν να παγιδευτούν και να χειραγωγηθούν με ακριβές ελεγχόμενο φως λέιζερ. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να συνδέουν διαφορετικά qubits και επίσης να προσαρμόζουν τη διάταξή τους σε συγκεκριμένους αλγόριθμους.
Επειδή τα ουδέτερα άτομα μπορούν να διαταχθούν σε μεγάλες συστοιχίες διατηρώντας παράλληλα ακριβή έλεγχο των κβαντικών τους καταστάσεων, το Η τεχνολογία θεωρείται μια πολλά υποσχόμενη οδός προς πολύ μεγαλύτερους κβαντικούς υπολογιστές. Θα μπορούσε να διευκολύνει τους μηχανικούς να κατασκευάσουν υπολογιστές με περισσότερα qubits, διατηρώντας παράλληλα τις κβαντικές πληροφορίες.
Η Infleqtion μοιράστηκε ότι η QPU της βοήθησε την ιαπωνική ομάδα να μετακινηθεί από την έρευνα και την ανάπτυξη σε μια λειτουργική πλατφόρμα full-stack υπολογιστών. «Η μονάδα κβαντικής επεξεργασίας μας παρέχει την προγραμματιστικότητα, την επεκτασιμότητα και τον έλεγχο πιστότητας που απαιτούν τα συστήματα επόμενης γενιάς», εξήγησε ο Gokhale.
Επίτευξη ανοχής σφαλμάτων
Εν τω μεταξύ, η τρέχουσα εκτόξευση δεν είναι το τέλος της Shunkai. Μια νέα φάση του έργου Ohmori Moonshot ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2026. Θα επικεντρωθεί στη βελτίωση της ολοκλήρωσης, της σταθερότητας και της επεκτασιμότητας του υπολογιστή.
Οι ερευνητές στοχεύουν στην ανάπτυξη ενός κβαντικού υπολογιστή ουδέτερου ατόμου υψηλής απόδοσης, ανεκτικού σε σφάλματα με έως και 10.000 φυσικά qubits. «Η εισαγωγή ενός κβαντικού συστήματος full-stack σε παραγωγική λειτουργία είναι ένα ουσιαστικό βήμα προς την ανεκτικότητα σε σφάλματα κβαντικής υπολογιστικής που χρησιμεύει επίσης ως ισχυρή επικύρωση της αρχιτεκτονικής ουδέτερου ατόμου», ανέφερε ο Gokhale σε δελτίο τύπου.
Ωστόσο, η επίτευξη αυτού του μεγέθους από μόνη της δεν θα καταστήσει το Shunkai ανθεκτικό σε σφάλματα. Οι ερευνητές σχεδιάζουν επίσης να αναπτύξουν τρόπους για την ανίχνευση και τη διόρθωση σφαλμάτων που προκαλούνται από θόρυβο και άλλες διαταραχές κατά τη διάρκεια κβαντικών υπολογισμών.
Τα κβαντικά σφάλματα
Τα κβαντικά συστήματα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στο περιβάλλον τους. Αυτό σημαίνει ότι τα σφάλματα μπορούν να συσσωρευτούν κατά τη διάρκεια των υπολογισμών. Η διόρθωση σφαλμάτων επιδιώκει να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας πολλαπλά φυσικά qubits για την προστασία των κβαντικών πληροφοριών που απαιτούνται για τον υπολογισμό.
Οι επιστήμονες αναμένουν επίσης ότι η τεχνολογία από το έργο θα γίνει τελικά διαθέσιμη και σε άλλους εξωτερικούς χρήστες. Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει σε ερευνητές τόσο στον ακαδημαϊκό χώρο όσο και στη βιομηχανία να βρουν εφαρμογές και να παρέχουν μια πλατφόρμα για περαιτέρω εργασία στη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων.
Ο Ohmori δήλωσε ότι το άνοιγμα του Shunkai σε εξωτερικούς ερευνητές και εταιρείες θα μπορούσε να βοηθήσει στην προώθηση τεχνολογιών διόρθωσης σφαλμάτων και πρακτικών κβαντικών εφαρμογών, δημιουργώντας παράλληλα ευρύτερα οφέλη σε ολόκληρη τη βιομηχανία, τον ακαδημαϊκό χώρο και την κυβέρνηση παγκοσμίως. «Νομίζω ότι είναι εξαιρετικά σημαντικό το γεγονός ότι τώρα έχουμε αναπτύξει τον πρώτο κβαντικό υπολογιστή πλήρους στοίβας της Ιαπωνίας σε αυτήν την πρωτοποριακή μέθοδο και έχουμε ξεκινήσει τη λειτουργία του», κατέληξε σε μια δήλωση. Η ομάδα σχεδιάζει να ενσωματώσει το Shunkai με την υπάρχουσα κοινή εγκατάσταση υπερυπολογιστών της IMS για να δημιουργήσει ένα υβριδικό κέντρο κβαντικής-GPU υπολογισμού.
www.worldenergynews.gr
