IQM julkistaa resonaattorikeskeisen tähtiarkkitehtuurin

IQM Quantum Computersin julkistama IQM Star on suprajohtava kvanttiprosessoritopologia, joka yhdistää useita kubitteja keskeisen laskennallisen resonaattorin kautta. Vaikka tämä topologia on jo saatavilla, IQM on juuri julkaissut aiheesta kiinnostavia tuloksia kolmessa uudessa tutkimusjulkaisussa tästä topologiasta.

Tutkimusartikkelit osoittavat, että IQM Starilla on potentiaalia skaalautua ja ratkaista ongelmia, kuten voidaan korjata tehokkaammin kvanttialgoritmien tulosten virheitä jotta voi luoda klassisia tietokoneita parempia kvanttitietokoneita.

Uudella lähestymistavalla voidaan ratkaista perinteisten kvanttiprosessorien rajoituksia. Useimmat kvanttiprosessorit käyttävät nykyään neliömäisiä (ruudukko/hila) topologioita, joissa kubitit on järjestetty jäsenneltyyn, usein 2D-kuvioon. Tämä topologia on yleisin suprajohtaville kubiteille, koska se on suhteellisen helppo valmistaa, sitä on tutkittu hyvin ja se on helposti skaalattavissa.

Mutta ongelmina ovat heikko kytkeytyvyys kubittien kesken, kohisevat SWAP-verkot, jotka heikentävät piirin tarkkuutta sekä rajoitettu virheenkorjaus.

IQM Star ratkaisee useita näistä ongelmista. Se yhdistää tehokkaasti kaikki kubitit resonaattorin kautta, mikä on harvinaista suprajohtavassa teknologiassa. Tämä resonaattori toimii laskennallisena elementtinä, joka mahdollistaa suoran ja tarkan vuorovaikutuksen kaikkien kubittien välillä.

Esimerkiksi tehokas all-to-all-yhteys, jossa mikä tahansa kubitti voi olla vuorovaikutuksessa minkä tahansa muun kubitin kanssa, eliminoi tarpeen kohinaisille SWAP-porteille.

Jaettu resonaattori mahdollistaa myös tehokkaamman kvanttivirheiden havaitsemisen ja korjaamisen. Lisäksi tulee tehokas suoritus kvanttialgoritmeille, jotka vaativat paljon kubittiyhteyksiä, kuten kvanttisimulaatiot ja variaatiokvanttiominaisratkaisijat (VQE).

IQM Star QPU:n korketasoinen liitettävyys ja laskennallinen resonaattori tekevät sen sopivaksi useille edistyneille kvanttisovelluksille. Koska resonaattori itse osallistuu laskelmiin, se on erityisen tehokasta bosonisten moodien simuloinnissa, joita esiintyy kvanttikemiassa, materiaalitieteessä ja tiiviin aineen fysiikassa.

Kvanttivirheiden korjauksessa ja vikasietoisessa laskennassa kaikki-kaikkiin -liitettävyys mahdollistaa uudet kvanttivirheiden tunnistuskoodit, kuten värikoodit ja kvantti-LDPC (Low-Density Parity Check) -koodit, joilla on potentiaalia ylittää perinteiset pintakoodit.

IQM Starin suorituskykyä on testattu käyttämällä virheentunnistusalgoritmia kahden loogisen kubitin koodaamiseen ja saavuttamalla yli 96 %:n loogisen tilan uskottavuus ja alle 1 %:n looginen virhe sykliä kohden, mikä tekee tästä suunnittelusta lupaavan skaalautuvalle kvanttilaskennalle.

Aiheesta aiemmin:

VTT ja IQM rakensivat 50 kubitin kvanttitietokoneen

Edistystä suprajohteisissa kubiteissa

Kotimainen kubitti