IBM передала квантовые состояния между двумя процессорами с точностью 99%
Инженеры IBM впервые соединили два квантовых процессора и передали между ними квантовые состояния со средней точностью 99%. Лучший результат в эксперименте составил 99,29%. Исследователи также реализовали двухкубитные операции между чипами и создали запутанность между кубитами, расположенными на разных процессорах.
В эксперименте участвовали два процессора IBM Nighthawk R1, каждый из которых содержит по 120 кубитов. Для связи микросхем использовали четыре сверхпроводящих L-куплера. Такой подход должен помочь перейти от отдельных квантовых чипов к модульным системам, в которых вычислительные блоки объединяются в единую архитектуру.
Как устроено соединение
Каждый L-куплер включает коаксиальный кабель длиной около 80 см, два промежуточных кубита с настраиваемой частотой и два соединительных элемента на базе RF-SQUID. Линии изготовлены из сверхпроводящего алюминия и работают внутри криогенной системы.
Конструкция позволяет добавлять каналы связи уже после размещения процессоров в криостате. Это важно для масштабирования: при создании крупных квантовых комплексов инженерам не потребуется проектировать всю систему как один монолитный чип. Кабели сохранили работоспособность после трех циклов нагрева и охлаждения и продемонстрировали минимальные потери энергии.
Передача состояний и запутанность
Помимо передачи квантовых состояний, исследователи провели полноценное двухкубитное взаимодействие между элементами, находящимися на разных микросхемах. Средняя точность таких операций составила 94,75%, а максимальная достигла 96,42%.
В ходе работы специалисты также создали запутанные состояния между кубитами двух процессоров. В частности, им удалось одновременно сформировать две запутанные пары через соседние каналы связи. Это показывает, что соединение может использоваться не только для обмена данными, но и для выполнения распределённых квантовых операций.
Значение для масштабирования
Результаты соответствуют стратегии IBM по развитию модульной архитектуры. Увеличение числа кубитов на одном чипе сопровождается ростом тепловыделения и перекрёстных помех, поэтому объединение нескольких специализированных процессоров может оказаться более практичным способом масштабирования.
В августе 2026 года IBM сообщала об успешном объединении и охлаждении криогенных систем, предназначенных для таких конфигураций. Следующей целью компании заявлена система Quantum Starling, которую планируют создать к 2029 году. Она должна объединять сотни микросхем и стать коммерчески применимым квантовым компьютером с коррекцией ошибок.
Достигнутая точность межпроцессорной передачи считается одним из ключевых условий для этой архитектуры. При этом для масштабных вычислений IBM ещё предстоит повысить стабильность кубитов и точность операций между модулями. Описывающая эксперимент работа опубликована как препринт на сервере arXiv и пока не прошла независимое рецензирование.
