IBM достигла 99% точности при передаче квантовой информации между чипами

Инженеры корпорации IBM впервые соединили два квантовых процессора с помощью многоканальных сверхпроводящих линий связи и достигнули средней точности передачи квантовых состояний в 99%, а лучший результат составил 99,29%.

В эксперименте использовались два новых процессора IBM Nighthawk R1, каждый из которых содержит 120 кубитов — квантовых аналогов классических битов. Чипы соединили четырьмя L-куплерами (L-couplers) — специальными линиями связи, изготовленными из сверхпроводящего алюминия. Каждый такой куплер включает коаксиальный кабель длиной около 80 сантиметров, два промежуточных кубита с перестраиваемой частотой и два соединительных элемента на основе RF-SQUID. Такая конструкция позволяет подключать дополнительные каналы связи после установки процессоров в криостат, что принципиально важно для масштабирования многомодульных систем.

Помимо передачи квантовых состояний, ученые выполнили двухкубитные операции между элементами, расположенными на разных чипах. Совместная работа процессоров показала впечатляющую стабильность: двухкубитные операции между распределенными чипами выполнялись со средней точностью 94,75%, при этом лучший результат зафиксирован на отметке 96,42%. Исследователи также продемонстрировали запутанность — квантовую связь, при которой состояния кубитов оказываются взаимозависимыми, — между кубитами на раздельных процессорах, включая одновременное создание двух запутанных пар через соседние каналы. Кабели сохраняли работоспособность после трех циклов нагрева и охлаждения и теряли минимальное количество энергии.

Полученные результаты укладываются в стратегию IBM по переходу к модульной архитектуре квантовых вычислений. Вместо дальнейшего увеличения числа кубитов на одном чипе, что сопряжено с ростом тепловыделения и перекрестных помех, компания делает ставку на объединение нескольких процессоров в единую вычислительную систему. Представленные кубиты и L-связи предназначены для установки внутри криогенных систем, которые IBM продемонстрировала в августе 2026 года: тогда компания впервые успешно соединила и охладила два модульных криостата в единой среде, создав инфраструктуру для будущих многопроцессорных конфигураций.

Конечная цель программы — к 2029 году построить IBM Quantum Starling, первый отказоустойчивый квантовый компьютер, объединяющий сотни чипов в криогенных модулях. Достигнутая точность передачи состояний рассматривается как один из ключевых строительных блоков для этой архитектуры, хотя для полноценных масштабных вычислений потребуется дальнейшее повышение точности межпроцессорных операций и стабильности кубитов. Научная работа опубликована на сервере препринтов arXiv и еще не прошла независимое рецензирование.

Источник: ibm.com