Das neue Quantensystem, das von Forschern der japanischen nationalen Forschungs- und Entwicklungsagentur Riken in Zusammenarbeit mit dem japanischen IT -Riesen Fujitsu entwickelt wurde, hat 256 Qubits. Experten sagen jedoch, dass die Qualität der Qubits genauso wichtig ist wie die Qubit -Qubits.
Forscher in Japan haben den weltweit größten Superkonditionsquantencomputer der Welt entwickelt.
Mehrere Hardwaretypen werden zum Erstellen von Quantencomputern verwendet, die subatomare Partikel verwenden, die als Qubits bezeichnet werden, um die Computerfunktionen zu erhöhen.
Unter ihnen sind supraleitende Quantencomputer am häufigsten getestet, wobei Unternehmen wie Google, IBM und Rigetti in dieser Technologie führen.
Je höher die Anzahl der Qubits, desto größer ist die potenzielle Rechenleistung.
Andere Faktoren wie Rausch- und Fehlerminderungsmethoden sind jedoch ebenfalls für den Aufbau eines praktischen Quantencomputers von wesentlicher Bedeutung.
Das neue Quantensystem, das von Forschern der japanischen nationalen Forschungs- und Entwicklungsagentur Riken in Zusammenarbeit mit dem japanischen IT -Riesen Fujitsu entwickelt wurde, hat 256 Qubits.
Zum Vergleich verwendet der Sycamore -Quantenprozessor von Google 70 Qubits. IBM hat einen 1,121-Qubit-Prozessor namens Condor, ist jedoch für externe Benutzer nicht weitgehend verfügbar.
Es wird allgemein angenommen, dass es eine Million Waffen benötigen würde, um das volle Potenzial von Quantum auszuschöpfen.
Vierfachdichte
Die Forscher haben nicht nur eine der größten supraleitenden Quantencomputer der Klasse eingesetzt, sondern es gelang es auch, die Dichte der Qubits zu vervierfachen, indem 256 Qubits in das für den Quantengenerationscomputer der vorherige Generation verwendete Gehäuse eingestuft wurden, das 64 Qubits verwendet hat.
Die Forscher würdigen diesen vierfachen Anstieg der Dichte einer Kombination aus Integrationstechnologie mit hoher Dichte und einem fortschrittlichen thermischen Design.
Sie sammelten 4-Qubit-Zellen nebeneinander und schichteten die verbundenen Zellen in drei Dimensionen, einer Technik, die als 3D-Verbindungsstruktur bekannt ist.
„Mit dieser Struktur können wir den Quantenchip ohne Designänderung skalieren.
Laut Fujitsu ermöglicht die Technik eine effiziente Skalierung von Qubits, ohne komplexe Neugestaltungen zu erfordern.
Quantencomputer müssen in extremen kalten Temperaturen arbeiten, und größere Qubits benötigen aufgrund der Wärmeerzeugung in der Regel mehr Platz.
Das neue 256-Qubit-System, das im Riken RQC-Fujitsu Collaboration Center in Wako, Japan, untergebracht ist, umfasst ein Kühlsystem, das die Temperaturen von nur 20 Millikelvin erreichen kann.
„Um eine größere Anzahl von Komponenten zu implementieren, ist die thermische Wärme ein sehr schwieriges Problem. Im neuen Design können wir die Leistung des Verstärkers um über 60 Prozent reduzieren. Wärmeausgleich ist sehr wichtig, um ein größeres System zu bauen“, sagte DOI.
Beim Erstellen eines Quantensystems benötigt jeder Qubit einen Eingangs- und Ausgangsverbindung.
Die Skalierung beinhaltet eine komplexere Verpackung, Verkabelung und kryogene Infrastruktur, um diese Verbindungen zu verwalten.
„Einer der wichtigsten Fortschritte, die Fujitsu hier demonstriert, ist die Verkabelungsseite, die in eine höhere Dichte gerät“, sagte Jonathan Burnett, stellvertretender Direktor für Forschung im National Quantum Computing Center in Großbritannien, gegenüber The European Circle als nächstes.
Während amerikanische Unternehmen wie IBM und AWS ähnliche Verkabelung und Integration mit hoher Dichte entwickelt haben, verfügt derzeit keine europäische Gruppe mit dieser Kabeldichte ein eingesetzendes System, sagt Burnett.
„Europa, das wäre ein ziemlicher Sprung gegen (IT)“.
1.000 Qubit -System bis 2026
Fujitsu zielt darauf ab, im Jahr 2026 einen Computer mit 1.000-Qubit zu starten.
„Ein 1000-Qubit-System ist ein sehr kostenressives Gerät. Zuerst müssen wir die Technologien zum Aufbau eines so größeren Systems erstellen. Mit diesem dichten Design können wir ein größeres System erstellen, wie das 1.000-Qubit-System“, sagte Doi.
Experten sagen, dass Skalierung von entscheidender Bedeutung ist, um die Vorteile von supraleitenden Quantencomputern zu verbessern.
„Sie beginnen mit neuartigen Problemen zu begegnen… das kann nur geschehen, weil Sie versuchen, 10 Dinge gleichzeitig zu tun, und deshalb nicht darauf stoßen, wenn Sie nie in dieser Größe arbeiten“, sagt Burnett.
„Das Beeindruckende, was aus dem, woran Physics Fujitsu arbeitet, besteht darin, die echten Skalenprobleme zu begegnen, die letztendlich eine Art größerer Anzahl betreiben“, fügte er hinzu.
Es ist jedoch genauso wichtig, die Qualität der Qubits zu gewährleisten wie die Qubit -Qubits.
Für Forschungsinstitutionen und Unternehmen weltweit zugänglich
Der neue 256-Qubit-Quantencomputer ist über eine Cloud-Plattform für Unternehmen und Forschungsinstitutionen zugänglich, um komplizierte Berechnungen durchzuführen.
„Hybrid Quantenplattform mit diesem Maschinen- und Quantensimulator. Und wir stellen unseren Kunden ein solches System zur Verfügung, wie z. B. Forschungsinstituten auf der ganzen Welt“, sagte Doi.
Laut Fujitsu arbeitet es derzeit mit vier Unternehmen in Japan zusammen, die Branchen von Finanzen bis hin zu Chemikalien abdecken, und zielt darauf ab, diese Kooperationen weltweit auszubauen. Es gibt andere Partnerschaften, aber das Unternehmen hat aus Vertraulichkeitsgründen keine spezifischen Details bekannt gegeben.
Quantencomputer versprechen dank ihrer beispiellosen Computerfunktionen, die Arzneimittelforschung, Finanzen und die Entdeckung neuer Materialien voranzutreiben.
Innerhalb der Branche besteht jedoch eine breite Übereinstimmung darüber, dass die Reise zum vollständigen praktischen Quantencomputer nach wie vor eine lange Zeit bleibt.
Eine Million Qubits werden oft als Schwellenwert für fehlertolerante, groß angelegte Quantencomputer angesehen, um wirklich praktische und komplexe Probleme zu lösen.
Im Jahr 2023 skizzierte Großbritannien seine Quantenmission 1 als Teil einer nationalen Roadmap für nützliches Quantencomputer. Es schätzt, dass rund eine Million physische Qubits benötigt werden, um reale Algorithmen wie Shors zu betreiben, die häufig als Benchmark verwendet werden.
Experten stimmen jedoch zu, dass kleinere Systeme entscheidende Trittsteine sind.
„Wir müssen Schritt für Schritt die Quantentechnologie fortsetzen. Um praktische Probleme zu lösen, müssen wir ein ein Millionen-kubisches System erstellen. In diesem Sinne ist es einer der Schritte, das 1.000-Qubit-System zu entwickeln“, sagte Doi.
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