Немецкая Saxon Q выпустила первые в мире квантовые компьютеры на алмазных процессорах

Немецкая компания Saxon Q объявила о коммерческом запуске квантовых компьютеров SXQ128 и SXQ512 — соответственно на 128 и 512 физических кубитах. Разработчики называют их первыми системами на алмазных NV-центрах (азотных вакансиях), преодолевшими рубеж в десять кубитов. Обе установки выполнены в формате стандартной серверной стойки, подключаются к обычной электросети и работают при комнатной температуре — почти домашний вариант.

Источник изображения: Saxon Q

Компания Saxon Q создана в 2021 году физиками из Лейпцигского университета в качестве спин-оффа. Исследователи поставили перед собой задачу создать квантовый компьютер без криогенных холодильников, вакуумных камер и специально подготовленных помещений. В научной сфере все они специализировались на физике синтетических алмазов с азотными вакансиями, которые можно считать естественными кубитами, способными работать без создания специальных условий.

В таких алмазах кубиты формируются на основе отрицательно заряженных NV-центров — дефектов кристаллической решётки, в которых атом азота соседствует с вакантным узлом. Квантовая информация кодируется в спиновых состояниях электронов и расположенных поблизости атомных ядер. Начальное состояние задаётся лазерными импульсами, операции выполняются микроволновыми и радиочастотными сигналами, а результат считывается по флуоресценции NV-центров. Алмазная решётка достаточно хорошо изолирует спины от теплового окружения, чтобы процессор мог работать при обычной температуре и достаточно долго сохранять когерентность квантовых состояний.

Главным производственным достижением Saxon Q стала совместная имплантация в алмаз ионов азота и серы. Обычные методы превращают в пригодные NV-центры лишь 1–10 % внедрённых атомов, тогда как добавление серы повысило выход функциональных кубитов более чем до 85 %. Сера способствует как образованию вакансий рядом с азотом, так и сохранению отрицательного заряда NV-центров, необходимого для работы кубита. Заявленная максимальная точность квантовых вентилей достигает 99,92 %, что соответствует менее одной ошибке на тысячу операций, однако независимые результаты испытаний именно 128- и 512-кубитных моделей пока не опубликованы.

При этом числа 128 и 512 не означают, что все кубиты образуют единый полностью связанный квантовый регистр. Системы построены по многопроцессорной модульной схеме: в SXQ128 внутри каждого ядра полностью запутываются восемь кубитов, а в SXQ512 — шестнадцать. Общая ёмкость образуется объединением нескольких NV-модулей под управлением фирменной квантовой операционной системы. Машины совместимы с Qiskit и OpenQASM и предназначены для вариационных алгоритмов, квантовой химии, моделирования материалов, оптимизации и квантовых свёрточных нейронных сетей. SXQ128 обещают поставить через три месяца после заказа, тогда как поставки SXQ512 должны начаться во втором квартале 2027 года.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Материалы по теме