В Японии продаются первые в мире портативные квантовые компьютеры: Цены начинаются от $8700

В продаже в Японии появились первые в мире портативные квантовые компьютеры Gemini Mini, Gemini и Triangulum, разработанные китайской компанией SpinQ Technology. Цена на самую простую 2-кубитовую систему Gemini Mini начинается от $8700, а самая дорогая модель из трех обойдется примерно в $58 000.

Как рассказывает японский портал PC Watch, в прошлом SpinQ Technology поставляла свои 2-кубитовые квантовые системы в учебные заведения Китая, Тайваня и Канады, где студенты на этих устройствах могли обучаться принципам программирования на квантовых системах. Теперь же такое устройство может купить любой желающий.

Gemini Mini – условно портативная 2-кубитовая система начального уровня (частота кубитов – 27 ± 1,5 МГц (H) и 11 ± 0,5 МГц (P)), оснащенная сенсорным экраном. Время удержания когерентности – >20ms. Весит устройство 14 килограммов при габаритах 200 × 350 × 260 мм и стоит, как уже отмечалось, около $8700. В устройстве встроено программное обеспечение CASTOR, позволяюющее имитировать работу 8 кубитов.

Модель Gemini стоит в несколько раз дороже – около $43 000. Какие у нее премущества по сравнению с Gemini Mini и почему она дороже – пока не совсем понятно. Как и предыдущая модель, Gemini содержит всего 2 кубита, но может имитировать работу в режиме 8 кубитов. Частота кубитов (H) – 41,3 ± 2 МГц. Время удержания когерентности – >20 ms. Весит устройство 44 килограмма при габаритах 600 × 280 × 530 мм.

Triangulum, в отличие от первых двух, представляет собой 3-кубитовую систему с частотой кубитов (F) – 39,6 ± 1 МГц. Время удержания когерентности – >40 мс. В нем есть встроенное проиграммное обеспечение – SpinQuasar, которое, возможно, также дает возможность симуляции большего числа кубитов. Весит устройство 40 килограммов при габаритах 610 × 330 × 550 мм.

Все три устройства можно будет использовать для обучения, для научных экспериментов же они, как сообщается, не подойдут.

Квантовый компьютер: Что это такое?

Квантовый компьютер – это вычислительное устройство, основанное на явлениях квантовой механики: в отличие от «обычных» компьютеров, квантовые оперируют не битами, а кубитами (квантовыми битами), что делает их намного эффективнее и быстрее.

Если бит может принимать значение 0 или 1, то кубит может принимать значения одновременно и 0, и 1, что дает квантовым компьютерам возможность экономить много времени и проводить вычисления гораздо быстрее обычных компьютеров.

Квантовые системы SpinQ Technology

Работа квантовых систем SpinQ Technology базируется на технологии ядерного магнитного резонанса (ЯМР), которая сегодня применяется во многих сферах – от химической промышленности до медицины. Как рассказывает habr.com, облучение определенных веществ радиочастотным излучением приводит к изменению направления спинов атомов вещества: оно дает возможность управлять спинами атомов в молекулах и «вынуждать» соседние атомы взаимодействовать друг с другом. Изменение спина атомов (0 на 1) и взаимодействие спинов соседних атомов позволяет имитировать математические операции и получать результат.

В качестве рабочего вещества в квантовых системах SpinQ используется диметилфосфит – тетраэдрическая молекула, состоящая из одного атома фосфора (P), одного атома водорода (H), кислорода и двух групп CH₃O. При комнатной температуре диметилфосфит выглядит как бесцветная жидкость.

Многие специалисты считают диметилфосфит идеальным веществом для небольших квантовых компьютеров: в нем атомы фосфора и водорода служат отдельными кубитами, они связаны друг с другом и находятся достаточно близко друг к другу для эффективного взаимодействия и проявления квантовых свойств, но при этом, ими можно управлять и независимо друг от друга.

В устройствах компании несколько капель диметилфосфита помещены в небольшую герметичную колбу, вокруг которой располагаются магниты, создающие магнитное поле силой до 1 тесла. Есть и второе магнитное кольцо, которое корректирует магнитное поле, создаваемое первым кольцом.

Магниты и диметилфосфит – две ключевые составляющие квантовых компьютеров SpinQ Technology. Устройства на базе диметилфосфита пытались строить еще 30 лет назад, но тогда ученые использовали сверхпроводящие магниты, для отвода тепла от которых требовалась гигантская систему охлаждения. В китайских квантовых системах подобное охлаждение не требуется, что и делает их довольно миниатюрными.