В Окадзаки заработал Shunkai — первый в Японии полнофункциональный квантовый компьютер на нейтральных атомах. Машина стартует с 50 кубитами и обходится без криогенного оборудования, которое требуется большинству квантовых систем на сверхпроводящих схемах.
Особенность Shunkai не в одном только количестве кубитов. Разработчики собрали единую систему со всеми необходимыми уровнями: пользователь отправляет программу, программное обеспечение переводит её в управляющие сигналы, квантовый процессор считает, система возвращает результат. За ПО отвечает Hitachi, квантовый процессор поставила американская Infleqtion.
Вместо сверхпроводящих цепей Shunkai использует отдельные нейтральные атомы. Каждый атом работает кубитом, сфокусированные лазеры держат частицы как оптический пинцет. Микроволновые и лазерные импульсы изменяют квантовые состояния, камера считывает результат по флуоресценции.
Это обходит главное неудобство сверхпроводящих машин. Такие кубиты охлаждают почти к абсолютному нулю, вокруг процессора вырастает сложная криогенная установка. Shunkai работает при комнатной температуре, аппаратура не нуждается в таких холодильниках.
Нейтральные атомы дают второе преимущество. Во время вычисления их можно перемещать и менять расположение кубитов под конкретный алгоритм. Разработчики связывают нужные пары атомов квантовой запутанностью, не ограничиваясь физической разводкой процессора.
Первые версии Shunkai будут использовать около 50 физических кубитов. Затем систему рассчитывают расширить примерно до 500 кубитов и частично открыть доступ внешним пользователям для тестирования прикладных алгоритмов и методов коррекции ошибок. Последняя задача остаётся одной из главных в отрасли: квантовые состояния разрушают шум, неточность импульсов и взаимодействие с окружением.
К марту 2031 года японская программа Moonshot планирует довести архитектуру до 10 000 физических кубитов и добавить полные механизмы обнаружения и исправления квантовых ошибок. Цель — отказоустойчивая машина, способная долго выполнять сложные вычисления и принимать задания от внешних пользователей.
Цифра в 10 000 кубитов пока остаётся целью. Текущая версия располагает примерно 50 кубитами, разработчики не опубликовали результаты производительных испытаний или данные для прямого сравнения с мощными квантовыми компьютерами других типов. Запуск показывает прежде всего готовность всей цепочки от программы до физического вычисления, а не прорыв в скорости или количестве кубитов.
В дальнейшем Shunkai планируют объединить с суперкомпьютерной инфраструктурой и графическими ускорителями. Классические процессоры будут выполнять обычные части задачи, квантовому передаваться только расчёты, где квантовая архитектура даёт преимущество.
