QDC, все еще находящиеся на начальной стадии, представляют собой очень специфические объекты в том смысле, что в них размещаются квантовые компьютеры (QC), которые представляют собой значительную эволюцию по сравнению с традиционными цифровыми машинами и основаны на принципах и законах квантовой механики для выполнения вычислений. Благодаря своей архитектуре, QC будут способны решать сложные задачи в будущем гораздо быстрее, чем классические компьютеры, такие как криптографический анализ, прогнозирование погоды, задачи оптимизации и моделирование очень сложных молекул и физических систем. В то время как обычные ЦОД требуют питания, стандартных систем охлаждения и управления пространством для запуска сетевых протоколов, квантовым центрам требуются строго контролируемые среды для поддержания когерентности кубитов, включая криогенные температуры (–273 °C, что близко к абсолютному нулю), изоляцию от электромагнитных помех и подавление вибрации для обработки и обработки квантовой информации.
Объект, который уже работает, включает в себя передовые квантовые вычислительные блоки, такие как две системы на базе IBM Quantum Eagle, и служит европейским облачным регионом IBM Quantum. Процессор IBM Quantum Eagle со 127-кубитной архитектурой первым превысил отметку в 100 кубитов. Этот процессор является частью более широкой стратегии IBM по разработке квантовых систем промышленного масштаба, позволяя пользователям исследовать неизведанные вычислительные территории и решать трудноразрешимые проблемы во многих областях. В скором времени в этом центре будет установлена система на базе IBM Quantum Heron, которая обеспечивает еще большее повышение производительности.
Все модели IBM QC основаны на сверхпроводящих зарядовых кубитах (известных как трансмоны), изготовленных из настраиваемых соединителей, требующих дополнительных входов/выходов на микросхеме для уменьшения перекрестных помех (непреднамеренных помех между кубитами) и повышения частоты ошибок. В своей основе трансмон использует джозефсонову переход, который является типом сверхпроводящего туннельного перехода. Трансмон обладает ангармоническими энергетическими уровнями, что означает, что энергетические уровни расположены неравномерно. Это свойство выражается в избирательном управлении состояниями кубитов с помощью микроволновых импульсов. Последние достижения также улучшили время когерентности, сделав трансмоны более стабильными и надежными для выполнения квантовых алгоритмов.
Несмотря на то, что Heron имеет всего 156 кубитов, он содержит почти столько же линий ввода-вывода, сколько 433-кубитный процессор Osprey, которые затем передаются туда, где они нужны на чипе, с помощью трехуровневой проводки. В результате такой оптимизации он обеспечивает до 16-кратного увеличения производительности и 25-кратного увеличения скорости по сравнению с более ранними квантовыми системами IBM. Когда система на базе IBM Heron будет запущена в Энингене, это будет уже третья система IBM Heron, к которой сможет получить доступ глобальная квантовая сеть компании, включающая более 250 компаний, университетов, исследовательских центров и организаций.
Источник: https://www.embedded.com/europe-proudly-hosts-first-ibm-quantum-data-center
