Квантовый чип на кремнии: 18 кубитов в одной упряжке экспресс

Оригинал: "A digitally controlled silicon quantum processing unit"
· Members of the HRL Quantum Team, Collaborators, :, Michael Abraham, Edwin Acuna, Tower S. Adams, Moonmoon Akmal, Matthew R. Alfaro, I. Alvarado, Jacob Amontree, Carter Andrews, Reed W. Andrews, Michael Antcliffe, Andre R. Aséncio, Ryan M. Avila Batres, Cynthia D. Baringer, David W. Barnes, Katherine M. Beech, Russell G. Blakey, Zachery T. Bloom, Aaron J. Bluestone, Jacob Z. Blumoff, Matthew G. Borselli, Koel A. Bose, Brydon Boyd, Jacob T. Boyer, Teresa L. Brecht, Christopher C. Brough, Rex A. Brown, Steven L. Brown, Tyler A. Cain, John B. Carpenter, Stephen Carr, Faustin W. Carter, Mitchell Casanova, Jacob L. Chambers, Matthew D. Chambers, Khamsorn L. Chanthavong, James M. Chappell, Rhian Chavez, Kevin C. Chen, Peter S. Chen, Maxwell D. Choi, Krishna Choudhary, Matthew N. H. Chow, Justin E. Christensen, Aaron M. Chronister, Andrew M. Clapper, Abigail A. Coker, Michael D. Cornelius, Albert E. Cosand, Ian T. Counts, Edward T. Croke, Gregory M. Crosswhite, Adam Dally, Erik S. Daniel, Tuan A. Dao, Dominic Daprano, Tiffany Davis, Neha Deshpande, Rachel S. Dey, D. Scott Diamond, Claire E. Dickerson, J. P. Dodson, James B. Dragan, Marc Dvorak, Lisa F. Edge, Charles R. Elliott, Kenneth R. Elliott, Kevin Eng, Jacob Fast, Colin P. Feeney, David J. Fialkow, Dylan H. Finestone, Micha N. Fireman, Bryan H. Fong, Trevor M. Fowler, Sean Frazier, Kiera L. Fuller, Christina A. C. Garcia, Kacy L. Garstka, Kara C. Garvey, Zachary A. Geiger, Galen R. Gledhill, Caleigh M. Goodwin-Schoen, Joseph L. Goralka, Bradley W. Greene, Hrayr K. Gurgenian, Sieu D. Ha, Wonill Ha, Nathanial R. Hapeman, Brooke M. Hardesty, Jim W. Harrington, Patrick M. Harrington, Thomas R. B. Harris, Ben M. Harrison, Anthony T. Hatke, Robert R. Hayes, Kevin He, Raul Hernandez Garcia, Ryan M. Hickey, Jocelyn Hicks-Garner, Alex Hirman, Donald A. Hitko, David Ho, Holland Y. Ho, Vinh S. Ho, nathan holman, Adam Holmes, Nerys Huffman, Daniel R. Hulbert, Eric B. Isaacs, Clayton A. C. Jackson, Logan Jaeger, Ian Jenkins, Cameron Jennings, Paul C. Jerger, B. Johnson, Aaron M. Jones, Michael P. Jura, Adour V. Kabakian, Raj M. Katti, Tyler Keating, Joseph Kerckhoff, Joseph D. Kern, Isaac Khalaf, Aditya Kher, Jake J. Kim, Erich W. Kinder, Andrey A. Kiselev, William F. Koehl, Patrick W. Krantz, Thaddeus D. Ladd, Pierce G. Laing, Sanaaya Lakdawala, Nathan J. Lang, Robert Lanza, Elias Lawson-Fox, Dustin Le, Kangmu Lee, Nathan R. A. Lee, Jaime Lerma, Mark P. Levendorf, Alwina R. Liu, Henry Lizarraga, Aurelio Lopez, Hoa C. Ly, Torrey T. Lyons, Theodore K. Macioce, Matthew M. Mackey, John K. Maeda, Ryan M. Martin, Daniel S. Matic, Justine W. Matten, Gavin C. Mazur, Max S. McCready, Olivia Means, Kevin E. Millner, Ivan Milosavljevic, Matthew Morris, Susan L. Morton, Samuel Mumford, Bryce D. Murley, Robert G. Nagele, Taro A. Naoi, Cameron R. Nelson, Georgia A. Newman, David B. Nguyen, Tina Niknejad, Rebecca N. Nishide, Liam C. O'Brien, Colin B. E. O'Keefe, Riley P. O'Neil, Andrew E. Oriani, Anthony F. Ortiz, John J. Ottusch, Andrew Pan, Pamela R. Patterson, Uttam Paudel, Julius C. Perez, Christi A. Peterson, Vu T. Phan, Nickolas H. Pilgram, Clifford E. Plesha, Winston Pouse, Eric M. Prophet, Daniel R. Queen, Nicholas Quirk, Kate Raach, Matthew T. Rakher, Matthew D. Reed, Brandon D. Reynolds, Luke D. Robertson, Zechariah Rogers, Yakov Royter, Matthew J. Ruiz, Golam Sabbir, Roshan Sajjad, Christopher D. Sanborn, Rachel H. Sarmiento, Christian J. Schnaible, Cole Scott, Nicholas M. Sebastiani, Eric M. Segall, Alen Senanian, Adalberto Sicairos, Shariq Siddiqui, Kartik Singh, Aaron Smith, Daniel E. Smith, Robert S. Smith, Sarah F. Sontag, Emilio A. Sovero, Kevin C. Staley, Andrea Su, June Suh, Bo Sun, Danny Sun, Christopher M. Swank, Noah Swimmer, Mariano J. Taboada, Bryan J. Thomas, Yessica Torres, Jeremy W. Touve, Alan Tran, Ivan Tran, Chantang Tsen, Skylar Turner, Miguel Valencia, Irma Valles, James R. van Meter, Nicholas D. VanRensselaer, Franklin Vartanian, Daniel Volya, Zachary J. Vrba, Phuong Hong Vu, Annette L. Wagner, John Wallner, Michael P. Walsh, Shuoqin Wang, Tong Wang, Daniel R. Ward, Aaron J. Weinstein, Terry B. Welch, Thomas V. Westrick, Evan T. White, Randall M. White, Samuel J. Whiteley, Gananath Wijeratne, Parker Williams, Jack T. Wilson, Courtney P. Wilt, Deborah E. Winklea, Onnik Yaglioglu, Daniel Yap, Clifford S. YoungSciortino, Daniel Zehnder, Andrew Ziegler
arXiv:2604.16216 · 2026-04-17 · CC BY 4.0 · 1 мин
Инженеры собрали квантовый процессор из кремниевых кубитов, который управляется обычной электроникой и работает в тысячу раз тише прежних.

📄 Показана версия «Просто» — «Популярно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Квантовый компьютер похож на оркестр, где каждый музыкант должен играть свою партию идеально, иначе мелодия рассыплется. Раньше для управления кубитами — квантовыми «музыкантами» — требовалась целая комната оборудования, и каждый лишний провод добавлял шума. Инженеры из этой работы собрали компактный кремниевый чип с 18 кубитами, а управляющую электронику разместили прямо рядом с ним, в холодильнике при температуре ниже, чем в открытом космосе.

Кубиты здесь — это крошечные ловушки для электронов, вытравленные в кремнии. Электроны ведут себя как волчки: их вращение может быть направлено вверх или вниз, и это два состояния кубита. Вместо того чтобы дёргать каждый электрон отдельным сигналом, авторы использовали тройки электронов, которые обмениваются друг с другом. Такой «обменный» кубит проще в управлении и меньше страдает от магнитных помех. В результате точность одиночных операций выросла в десять раз по сравнению с прежними кремниевыми кубитами.

Для проверки надёжности чипа учёные запустили код, который находит и исправляет ошибки. Он называется кодом повторения с расстоянием 5: пять кубитов хранят один бит информации, и даже если один из них собьётся, остальные подстрахуют.

Главный итог — не просто рекорд, а путь к массовому производству. Кремний — тот же материал, из которого делают обычные процессоры. Значит, заводы, которые сегодня печатают микросхемы для телефонов, смогут печатать и квантовые чипы. А управление через стандартную электронику означает, что квантовый компьютер не потребует экзотической инфраструктуры. Оркестр наконец-то помещается в карман и играет без фальши.

Кубиты в этом чипе работают при температуре около 0,1 кельвина — это в 30 раз холоднее, чем в межзвёздном пространстве.

Такие чипы напоминают вычислительные модули из «Звёздного пути», где квантовые процессоры встроены в обычные системы корабля.

Учёные
Erwin SchrödingerHugh Everett IIIDavid DeutschJohn Stewart BellLouis de BroglieLov Grover
Понятия
квантовый процессор IBM квантовый чип сверхпроводящий кубит управляющий сигнал полупроводниковые кубиты кубит скейлинг трансмон кремниевый чип сверхпроводящая электроника ячейка памяти центр обработки данных порог ошибок бит манипуляция одиночным спином память классический компьютер считывание кремний криостат