Квантовый компьютер похож на капризный оркестр: каждый кубит — музыкант, который слышит малейший шум и сбивается. Чтобы сыграть сложную симфонию вычислений, нужны сотни инструментов, настроенных в унисон. Инженеры сделали важный шаг: они упаковали более 500 сверхпроводящих кубитов на одной трёхдюймовой пластине — как разместить целый симфонический оркестр на обеденной тарелке.
Главная беда таких упаковок — паразитные радиоволны, которые, как сквозняк в концертном зале, заставляют кубиты дрожать и терять квантовое состояние. Здесь конструкцию рассчитали на компьютере так, чтобы эти волны гасились, а материалы выбрали с минимальными потерями. Ещё одна хитрость: при охлаждении до тысячных долей кельвина (это холоднее, чем в открытом космосе) разные материалы сжимаются по-разному, и детали может перекосить. Упаковку спроектировали так, чтобы сжатие было согласованным, как хорошо подогнанные детали деревянного пазла.
Результат: кубиты в этой упаковке живут около 100 микросекунд — для квантового мира это долгая жизнь. Считывание состояния даёт точность 97,5%, а температура кубитов — 36 милликельвинов. Это значит, что большая интеграция не портит качество: оркестр из пятисот музыкантов играет так же чисто, как камерный ансамбль.
Такая упаковка — не просто коробка для чипа, а инструмент для серийного производства. Она позволяет быстро проверять тысячи кубитов и находить те редкие, что работают хуже остальных, — как отбраковывать фальшивые ноты в огромном хоре. Без этого не построить отказоустойчивый квантовый компьютер, который будет считать задачи, непосильные обычным машинам.
Температура 36 милликельвинов — это в 8000 раз холоднее, чем в вашей морозилке, и в сто раз холоднее, чем в самой холодной точке Антарктиды.
В сериале «Разрабы» квантовый компьютер Deviant охлаждается до температуры ниже, чем в открытом космосе, и его работа зависит от идеальной изоляции от внешнего мира — как и упаковка из этой статьи.