QSolid: в Германии создали 30‑кубитный квантовый процессор с низким уровнем ошибок

В рамках проекта QSolid, объединяющего 26 научных организаций, компаний и стартапов, в Германии разработали квантовый компьютер на базе 30‑кубитного чипа с низкими ошибками. За почти пять лет работы консорциум достиг значимых результатов: помимо протестированной 10‑кубитной системы, доступной пользователям, сейчас проходят испытания 30‑кубитный прототип, показывающий обнадеживающие показатели.

Одним из ключевых технологических достижений проекта стало создание сверхбыстрой квантовой логической операции (квантового гейта), которая установила новые мировые рекорды по скорости переключения. Квантовые гейты отвечают за обработку информации в квантовом процессоре, меняя состояние кубитов.

Профессор Франк Вильгельм-Маух из Forschungszentrum Jülich, координатор QSolid, отметил, что производительность квантового компьютера зависит от количества вычислительных операций при минимальных ошибках. Для этого либо увеличивают время сохранения квантового состояния кубита, либо ускоряют выполнение гейтов, позволяя выполнить больше операций за то же время. В QSolid достигнуты важные методологические прорывы именно в скорости гейтов, что демонстрирует зрелость аппаратного и программного обеспечения.

Fraunhofer IPMS внес значительный вклад в масштабируемое производство квантовых процессоров, сосредоточившись на криогенной характеристике CMOS-схем совместно с GlobalFoundries, а также разработке современных упаковочных решений в партнерстве с Fraunhofer IZM-ASSID. Используемые интерпозеры обеспечивают компактное соединение квантового и управляющего чипов, одновременно защищая чувствительные квантовые элементы от тепла, что критично для надежной передачи сигналов.

Доктор Бенджамин Лилиенталь-Ухлиг из Fraunhofer IPMS подчеркнул, что применение проверенных технологий промышленного производства полупроводников открывает путь к более мощным и масштабируемым квантовым процессорам.

Проект объединил разрозненные компетенции по всей Германии, что позволило создать функциональные квантовые процессоры с нуля в короткие сроки. Это важный шаг для развития квантовой экосистемы страны, отметил профессор Рами Барендс из Forschungszentrum Jülich.

Системный инженерный подход, заимствованный из космической отрасли, помог интегрировать технологии различных партнеров, включая Leibniz-IPHT, CiS Forschungsinstitut, KIT и PTB. Программное обеспечение текущих демонстраторов основано на решениях Zurich Instruments, Qruise, Bull, ParityQC и HQS Quantum Simulations. Важный вклад внесли также аппаратные компоненты от Rosenberger и Supracon.

Заключительное мероприятие проекта прошло в конце октября в Юлихе, где были представлены результаты и обсуждены выводы совместной работы. Общий бюджет QSolid составил 76,3 млн евро, выделенных Федеральным министерством исследований, технологий и космоса Германии (номер гранта 13N16150).

Проект стал примером успешного сотрудничества науки и промышленности, предоставив компаниям ранний доступ к квантовым технологиям и повысив технологическую независимость страны.

По данным www.ipms.fraunhofer.de.