Na granicy absolutnego zera – japoński skok w głąb kwantów

Zamarznięte serce w Wako

Tuż przed świtem, gdy mgła jeszcze oplata podtokijskie miasteczko Wako, w podziemiach RIKEN-Fujitsu Collaboration Center zapala się ciepłe, bursztynowe światło. Odsłania ono dwumetrowy miedziany cylinder – kriostat chłodzony do -273 °C, bliżej zera absolutnego niż jakiekolwiek miejsce na Ziemi. W tej lodowej ciszy 256 kubitów tańczy jednocześnie w stanach 0 i 1, tworząc najpotężniejszy komputer kwantowy w historii Japonii – czterokrotnie większy od poprzedniego, 64-kubitowego układu. (Fujitsu, riken.jp)

„To kamień milowy na drodze do praktycznych maszyn kwantowych” – podkreśla Shintarō Satō, dyrektor Fujitsu Quantum Computing Research Center.

Kiedy bit staje się kubitem

Ta dwoistość sprawia, że 256-kubitowy procesor przeszukuje ~2²⁵⁶ stanów równolegle – to liczba większa niż atomów w Układzie Słonecznym. Przeskok z 64 do 256 kubitów daje przyrost przestrzeni stanów o czynnik miliona, choć fizycznie mieści się w tej samej „lodówce”. (The Quantum Insider)

Anatomia lodowego giganta

• Superprzewodzące pętle cyny i aluminium zamieniają się w kubity dopiero, gdy ich opór spadnie do zera.

• Nowa trójwymiarowa architektura łączy je w cztero-kubitowe moduły, pozwalając zagęścić układ 4 × gęściej bez przeprojektowywania całej matrycy. (Quantum Computing Report)

• Setki przewodów RF schodzą z temperatury pokojowej do milikelwinów, a każda dodatkowa żyłka to ryzyko wprowadzenia ciepła. Projektanci zastosowali multipleksowanie sygnałów – dzięki temu kriostat nie urósł, choć kubitów przybyło.

Dlaczego liczba 256 nie wystarczy?

Eksperci szacują, że komputer naprawdę „użyteczny” potrzebuje dziesiątek tysięcy kubitów logicznych. Ponieważ na każdy kubit logiczny przypada nawet tysiąc kubitów fizycznych (rezerwa na korekcję błędów), mówimy o setkach tysięcy kubitów fizycznych. Dlatego 256 to dopiero próg, ale niezbędny stopień na kwantowej drabinie. (IoT World Today)

Roadmapa: 1024 kubity za rok – i dalej

Po co to wszystko?

• Farmacja i chemia – dokładne modelowanie reakcji, projektowanie leków bez prób-i-błędów.

• Nowe materiały – superprzewodniki, akumulatory, katalizatory.

• Finanse i logistyka – optymalizacje portfeli inwestycyjnych i globalnych łańcuchów dostaw.

• Sztuczna inteligencja – przyspieszenie wybranych algorytmów uczenia maszynowego.

Dzięki hybrydowej platformie Fujitsu-RIKEN, łączącej moc kwantową z klasycznymi superkomputerami, pierwsze eksperymenty aplikacyjne ruszą już w I kw. 2025. (Fujitsu, The Quantum Insider)

Japonia na mapie wyścigu

IBM chwali się 1 121-kubitowym „Condorem”, a amerykańskie start-upy inwestują miliardy w obliczenia fotonowe czy pułapki jonowe. Japonia przyjmuje inną taktykę: konsekwentne, inżynierskie zwiększanie skali i natychmiastowe otwieranie sprzętu dla przemysłu. Dzięki temu – jak z dumą podkreślają naukowcy z Wako – archipelag pozostaje w pierwszej trójce globalnych graczy. (Quantum Zeitgeist)

Chłód, który rozpala wyobraźnię

Pod koniec dnia kriostat znów pogrąża się w cieniu – w środku kubity wpadają w idealną ciszę. Na powierzchni laboranci zdejmują kombinezony, a w powietrzu unosi się zapach zielonej herbaty. W tym samym czasie menedżerowie farmaceutycznych gigantów i specjaliści od meteorologii logują się do chmury, by pierwszymi algorytmami sprawdzić granice świeżo zdobytych 256 kubitów.

Jeśli powiedzie się plan 1024 kubitów, już za rok do tej ciszy dołączy trzy razy więcej kubitów – a Japonia znów przesunie daleko horyzont technologii, w której zeru absolutnemu towarzyszy żar ludzkiej ciekawości.

Z każdym nowym kubitem ludzie spoglądają głębiej w naturę materii – i siebie samych. Bo kwantowa rewolucja, choć rodzi się w najzimniejszym miejscu na Ziemi, jest gorącą historią o ambicji, współpracy i marzeniach bez granic.

​​​​​​

Źródło artykułu: NHK News

Obraz został wygenerowany przez sztuczną inteligencję na potrzeby artykułu i odbiega od rzeczywistości.