Компанія QuantWare представила архітектуру VIO-40K – тривимірну систему вертикального підключення, яка, за заявою розробників, може збільшити кількість кубітів на одному квантовому процесорі в сто разів. Нова конструкція підтримує до 40 000 вводів-виводів і, за словами фірми, дозволяє розмістити на одному QPU до 10 000 одночасних кубітів – у порівнянні з нинішніми чипами Google та IBM, що мають приблизно 105 і 120 кубітів відповідно. Генеральний директор QuantWare Матт Рейлаарсам відзначив, що VIO усуває давню перепону масштабування і відкриває шлях до практично значущих квантових систем.
Як працює нова архітектура
Традиційні квантові процесори будуються з горизонтальними проводами на тонкому шарі кремнію, і ця площинна розкладка обмежує щільність з’єднань. QuantWare пішла іншим шляхом: використовує вертикальні міжшарові контакти й «чіплети» – окремі модулі, які виготовляють індивідуально, а потім зшивають у єдине рішення. Завдяки такому підходу вдається створити середовище system-on-a-chip, де з’єднання між модулями мають надвисоку точність і не втрачають якості сигналу, як це буває при простому ланцюговому з’єднанні кількох кристалів.
Проблема міжчипових з’єднань
Одна з головних перешкод для масштабування супроводжує саме передачу даних між чипами: хоча зв’язки всередині кристала часто дуже точні, з’єднання між кристалами виносять суттєві втрати вірності, що гальмує виконання складних квантових обчислень. VIO-40K вирішує це, мініатюризуючи розміри і розподіляючи інтерфейси вертикально, що дозволяє утискати більше комунікаційних ліній на тому самому місці.
Плани виробництва та терміни
QuantWare планує почати постачання перших VIO-40K у 2028 році. Для цього компанія будує промисловий фаб у місті Делфт у Нідерландах, відкриття якого заплановано на 2026 рік. Фірма називає цей об’єкт одним із найбільших у світі, присвячених виготовленню квантової електроніки з відкритою архітектурою.
Делфт: чому це важливо
Делфт – місто з багатою інженерною традицією: тут знаходиться Технічний університет Делфта (Delft University of Technology), один із провідних наукових центрів Нідерландів у галузі мікроелектроніки та квантових технологій. Місто також відоме керамічною продукцією «дельфтський фаянс» і художніми зв’язками з творцем Яном Вермером, що робить його зручним майданчиком для поєднання академічних досліджень і промислової інфраструктури.
Що це означає для галузі
Якщо заявлені показники підтвердяться в промисловому виробництві, архітектура VIO-40K може зрушити акцент від експериментальних систем до рішень, які в змозі вирішувати економічно важливі завдання у хімії, матеріалознавстві та оптимізації. Для порівняння: дорожня карта IBM передбачає появу 2 000-кубітних QPU не раніше 2033 року, а про 10 000-кубітні чипи компанія не дає чітких термінів.
Сумісність і відкритість
QuantWare робить ставку на відкриту архітектуру (QOA): її QPU спроєктовані так, щоб працювати з контролерами й програмним забезпеченням від інших виробників. Це означає сумісність з контролерами Qblox та інтеграцію з інструментами Nvidia, включно з NVLink – технологією швидкого з’єднання для передачі даних між квантовими та графічними процесорами – і платформою CUDA для паралельних обчислень. Такий підхід дозволить підключати VIO-40K до існуючих суперкомп’ютерів і гібридних систем без масштабних переробок.
Технічний контекст і перспективи
Чімплетна технологія, яку застосувала QuantWare, ізольовує виробничі процеси для окремих модулів, а потім поєднує їх у єдиний кристал із мінімальними втратами сигналу. Така методика вже використовується в класичній мікроелектроніці для підвищення гнучкості виробництва та скорочення витрат. У контексті квантових пристроїв вона може стати підґрунтям для масштабних систем, що поєднують десятки й сотні тисяч елементів керування.
Коротко про кубіт і квантовий процесор
Кубіт – це базова одиниця квантової інформації; на відміну від бітів класичних комп’ютерів, він може перебувати в суперпозиції станів, що дає змогу одночасно оперувати значно більшим масивом інформації. Квантовий процесор (QPU) складається з набору кубітів і механізмів для їхнього контролю й зчитування; чим більше кубітів і чим краща якість з’єднань між ними, тим складніші завдання можна вирішити.
Наразі оголошені QuantWare терміни та чисельні характеристики потребують незалежного підтвердження на рівні прототипів і серійного виробництва. Якщо виміри відповідатимуть заявленому, VIO-40K може стати одним із рушійних елементів переходу від лабораторних демонстрацій до прикладних квантових обчислень.
