Кубиты в квантовом компьютере похожи на музыкантов в оркестре: каждый должен слышать остальных, иначе музыка развалится. Но если музыкантов соединить проводами намертво, они начнут мешать друг другу — так в сверхпроводящих чипах возникает нежелательное взаимодействие, которое портит вычисления. Инженеры ищут способ дать кубитам свободу общаться, не создавая шума.
В новой работе предложили гибридную перестраиваемую связь. Один элемент соединяет сразу четыре кубита и может менять силу их взаимодействия, как дирижёр, который то приглушает, то усиливает отдельные голоса. Для настройки используют специальные сигналы, которые не мешают самим кубитам. Это позволяет сократить количество шагов в квантовой схеме.
По сравнению с раскладкой IBM Heavy-Hexagonal, где кубиты соединены в виде сот, новая схема уменьшает глубину почти на 20%. Это значит, что квантовый компьютер сможет выполнять более сложные алгоритмы до того, как ошибки испортят результат. Такая архитектура проще в управлении и лучше подходит для масштабирования.
Гибкая связь между кубитами напоминает умный мост, который сам решает, когда пропускать поток машин. Вместо того чтобы строить множество дорог, делают одну, но с переключаемыми полосами. Это экономит место на чипе и уменьшает количество проводов управления.
Сверхпроводящие кубиты работают при температуре ниже, чем в открытом космосе, — около 15 милликельвинов, что в сотни раз холоднее межзвёздного пространства.
В сериале «Разрабы» квантовый компьютер будущего использует сложные связи между кубитами, чтобы решать задачи, недоступные классическим машинам.