IBM a construit frigiderele cuantice de aproape zero absolut care sunt de 200 de ori mai reci decât spațiul profund

Pe scurt:

• IBM a creat frigidere cuantice modulare care răcesc procesoare cuantice până la 10 milikelvini, aproape de zero absolut și de 200 de ori mai reci decât spațiul profund.
• Răcirea extremă este esențială pentru stabilitatea qubiților supraconductori, care sunt sensibili la căldură și interferențe, asigurând funcționarea corectă a computerelor cuantice.
• Modularitatea sistemului permite scalabilitate și întreținere fără întreruperea condițiilor criogenice, facilitând conectarea mai multor module prin cabluri supraconductoare.
• IBM plănuiește lansarea în 2029 a computerului cuantic Starling cu 10.000 de qubiți fizici, iar România dezvoltă infrastructură cuantică în colaborare cu IBM la Iași.

Frigidere cuantice pentru computere cuantice cu răcire criogenică extremă

IBM a dezvoltat un sistem criogenic modular capabil să răcească procesoare cuantice până la aproximativ 10 milikelvini, echivalentul a -273,14 grade Celsius. Această temperatură este aproape de zero absolut și de aproape 200 de ori mai scăzută decât temperatura spațiului profund. Noile frigidere cuantice ar putea elimina un obstacol major în stabilizarea computerelor cuantice, potrivit Live Science.

Importanța răcirii criogenice pentru computerele cuantice

Qubiții supraconductori utilizați de IBM sunt extrem de sensibili la căldură, radiații electromagnetice și alte interferențe, care pot altera rapid starea lor și pot introduce erori în calcule. Pentru funcționare optimă, cipurile trebuie răcite sub 15 milikelvini. Aceasta reprezintă o provocare majoră în dezvoltarea computerelor cuantice funcționale, deoarece stabilitatea qubiților scade odată cu creșterea complexității sistemului.

Modulele IBM au dimensiuni de aproximativ 2,4 metri înălțime și lățime și seamănă cu frigidere industriale mari. În interior, sistemul folosește compresoare criogenice cu heliu și frigidere de diluție, protejate prin incinte vidate, ecrane termice multiple și sisteme anti-interferențe electromagnetice. Coborârea temperaturii până la 4 kelvini durează peste patru zile, urmată de răcirea finală sub 15 milikelvini.

Modularitatea frigiderele cuantice pentru scalabilitate

IBM a demonstrat conectarea și răcirea simultană a două module criogenice separate într-un singur sistem. Această abordare modulară rezolvă problema scalării, deoarece un frigider gigantic ar fi dificil de întreținut și ar necesita întreruperea condițiilor criogenice pentru reparații sau upgrade-uri.

Fiecare unitate poate găzdui un număr limitat de procesoare, iar mai multe unități se conectează prin cabluri supraconductoare numite „L-couplers”, cu lungimea de aproximativ un metru. Această tehnologie permite operațiuni cuantice între qubiți aflați pe procesoare diferite, un pas esențial în dezvoltarea computerelor cuantice la scară mare.

Planurile IBM pentru computere cuantice în 2029

IBM intenționează să implementeze arhitectura modulară începând cu 2027, cu sisteme ce vor include două sau trei module și aproximativ 1.000 de qubiți. În 2029, compania vizează lansarea computerului cuantic Starling, care va folosi circa 10.000 de qubiți fizici organizați pentru a crea 200 de qubiți logici mai stabili.

Starling ar putea executa până la 100 de milioane de operațiuni cuantice într-o singură sesiune. Un computer cuantic tolerant la erori ar deschide noi posibilități în chimie, fizică, medicină și știința materialelor. România pregătește o infrastructură cuantică la Iași, dezvoltată împreună cu IBM.

Până acum, IBM a demonstrat doar conectarea și răcirea modulelor, fără a rula calcule cuantice complexe între ele. Următorul pas va fi utilizarea procesoarelor din module separate ca părți ale aceluiași sistem. Dacă tehnologia funcționează la scară largă, aceste frigidere cuantice cu răcire criogenică extremă ar putea deveni baza următoarei generații de supercomputere cuantice.

Sursa originală a acestui articol este https://playtech.ro/2026/ibm-a-construit-frigidere-cuantice-aproape-de-zero-absolut-sunt-de-aproape-200-de-ori-mai-reci-decat-spatiul-profund/ (link)