Оказывается, квантовые компьютеры могут стоить довольно дёшево. Если система D-Wave с 50 кубитами стоит от $10 млн и занимает объём жилой комнаты, то созданные китайской компанией SpinQ Technology из Шэньчжэня квантовые системы занимают на столе минимум места и стоят $5000. Увы, но это не чудо и не революция, хотя своя ниша у предложенных систем есть, и она никем не занята.
Художественное представление работы квантовых систем. Источник изображения: Dmitriy Rybin/Shutterstock
Компьютер SpinQ оперирует всего двумя кубитами и для взломов кодов или суперрасчётов он непригоден. Но тем не менее это — отличное решение для школ и колледжей, ведь компьютер всё равно может выполнять простые квантовые алгоритмы. На нём можно научиться или хотя бы понять, как работают квантовые вычислители, а для кого-то это станет входом в мир «взрослых» квантовых систем, специалистов для которых, скажем прямо, пока не так много.
Первые двухкубитовые квантовые системы SpinQ Gemini компания начала поставлять в прошлом году. Они были предложены для учебных заведений Канады, Китая и Тайваня. Но цена вопроса оказалась высока — порядка $50 тыс. К тому же на пути их широкого распространения встал и немаленький вес устройства, который достигал 55 кг.
Зато после доработки проекта компания смогла создать очень компактную установку со значительно сниженным весом и стоимостью $5000. Начало поставок новинки ожидается в четвёртом квартале текущего года. Как и первая система, облегчённый «квантовый» десктоп ориентирован на старшеклассников и учащихся колледжей.
В основе квантового компьютера SpinQ лежит давно задействованный в медицине эффект ядерного магнитного резонанса. Облучение радиочастотным излучением определённых веществ меняет направление спинов атомов вещества и это изменение можно уловить. Иначе говоря, прибор позволяет манипулировать спинами атомов в молекулах и позволяет соседним атомам взаимодействовать друг с другом — быть связанными. Для управления спинами (кубитами) система SpinQ подключается к обычному компьютеру, который интерпретирует математический алгоритм в квантовый и возвращает результат взаимодействия кубитов.
Рабочим веществом квантовой системы SpinQ является диметилфосфит — тетраэдрическая молекула, состоящая из одного атома фосфора, одного атома водорода, кислорода и двух групп CH3O. При комнатной температуре — это бесцветная жидкость.
Квантовый двухкубитовый настольный системный блок компании SpinQ
Диметилфосфит идеален, потому что атомы фосфора и водорода связаны друг с другом и достаточно близки для взаимодействия, но в то же время ими можно управлять и независимо. Несколько капель этой жидкости помещены в небольшой герметичный пузырёк в центре мощного магнитного поля. Магнитное поле, что интересно, создаётся с помощью постоянных магнитов, и его сила достигает 1 тесла.
Именно отказ от сверхпроводящих электромагнитов и охлаждения позволил создать настолько маленькую квантовую систему, которая не больше современного системного блока. К сожалению, система, скорее всего, не сможет оперировать большим числом кубитов, чем два. Но её цель, повторим, не производительность, а обучение.