Квантовый компьютер напоминает оркестр, где каждый музыкант играет на невидимом инструменте. Вместо скрипок и труб — кубиты, хрупкие частицы, которые легко сбить с ритма малейшим теплом или шумом. Чтобы оркестр из миллионов таких музыкантов зазвучал слаженно, дирижёр должен стоять не в тёплом зале, а прямо на морозе, рядом с ними.

Сегодня управляющая электроника сидит снаружи криостата — специального холодильника, где живут кубиты. Сигналы бегут по проводам, но каждый лишний сантиметр кабеля добавляет задержку и шум, как если бы дирижёр махал палочкой через длинный коридор. Для десятка кубитов это терпимо, но для тысяч — уже нет. Решение — перенести контроллеры в тот же холод, где работает процессор. Такая криогенная электроника должна быть экономной: она не имеет права греть кубиты даже на тысячную долю градуса.

Разные типы кубитов — сверхпроводящие, спиновые, на холодных атомах — диктуют свои требования. Одним нужны сверхбыстрые импульсы, другим — сверхточные постоянные напряжения. Инженеры перебирают варианты: от специальных микросхем, созданных по образу обычных транзисторов, до цифровых схем на одном кристалле, которые умещаются рядом с кубитом. Самое трудное — совместить низкое энергопотребление с высокой скоростью, ведь в глубоком холоде полупроводники ведут себя иначе, чем в комнате.

Если инженеры справятся, криогенная электроника станет тем самым дирижёром, который сможет управлять оркестром из миллионов кубитов. Тогда квантовые компьютеры возьмутся за задачи, неподъёмные для классических машин: от поиска новых лекарств до расшифровки сложнейших молекулярных процессов. И всё это — благодаря схемам, которые работают в холоде, где даже воздух превращается в лёд.