В современном мире информационных технологий квантовые вычисления становятся одним из самых перспективных направлений, способных радикально изменить подходы к обработке данных и решению сложнейших задач. Появляется всё больше компаний, стремящихся вывести квантовые технологии из лабораторий в промышленное производство и реальную коммерческую эксплуатацию. Quantum Motion, британская компания, добилась значительного прорыва, представив первый в истории квантовый компьютер, изготовленный с использованием стандартной CMOS-технологии, применяемой в массовом производстве процессоров для классических компьютеров. Эта система установлена в Национальном центре квантовых вычислений Великобритании - NQCC и знаменует собой "силиконовый момент" для квантовых вычислений. CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) - это традиционная технология производства полупроводниковых устройств, которая лежит в основе современных процессоров и микрочипов.
Использование привычного 300-мм кремниевого кремния CMOS-производства для изготовления квантовых компонентов даёт Quantum Motion ключевое преимущество: возможность масштабируемого, массового производства квантовых чипов, что ранее было серьёзным препятствием для развития квантовых компьютеров. Традиционно квантовые системы создавались на специализированных и зачастую нетрадиционных платформах, которые сложно интегрировать в существующую индустрию и строить в больших размерах. Важной составляющей комплекса Quantum Motion является Quantum Processing Unit (QPU), которая представляет собой полнофункциональный квантовый процессор с архитектурой, способной масштабироваться до миллионов кубитов. Компания разработала чип, который объединяет вычислительные элементы, считывание и управление в единую плотную структуру, что позволяет многократно воспроизводить и расширять архитектуру. Самое важное в такой архитектуре - возможность плавного перехода к системам с гораздо большим числом кубитов без необходимости менять габариты системы или её инфраструктуру.
Установленная в NQCC система занимает всего три стандартных 19-дюймовых шкафа, включая криогенный холодильник и интегрированную электронику управления. Отделение вспомогательного оборудования и компактные размеры позволяют разместить установку в обычных дата-центрах, а также легко модернизировать в будущем, расширяя квантовый процессор. Совместимость Quantum Motion с популярными программными фреймворками, такими как Qiskit и Cirq, обеспечивает высокий уровень интеграции в существующую экосистему разработчиков квантовых алгоритмов. Это делает систему не просто экспериментальной платформой, а полноценной инфраструктурой, доступной исследователям и бизнесу для реальной работы с квантовыми вычислениями. В заявлении генерального директора Quantum Motion, Джеймса Паллес-Диммока, подчеркивается уникальность момента: использование проверенной, массовой технологии с CMOS открывает дорогу к созданию надёжных и функциональных квантовых компьютеров нового поколения, способных масштабироваться и восстанавливаться.
Эта установка стала важным этапом для Национального центра квантовых вычислений, который стремится продвигать разнообразие аппаратных платформ и тестировать их возможности в условиях реального применения. Директор NQCC, доктор Майкл Катберт, подчеркнул значение проекта для изучения практических приложений квантовых систем и оценки их преимуществ в разнообразных задачах. Среди направлений, которые могут выиграть от внедрения квантовых технологий на основе таких систем, фигурируют ускорение открытий в области медицины, оптимизация энергетических сетей и разработка новых материалов. Поддержка со стороны правительства Великобритании и научных фондов отражена в заявлениях представителей, таких как министр науки Лорд Валланс, который видит в технологии Quantum Motion перспективу для коммерциализации и создания инновационной экосистемы с глобальным потенциалом. Важным отличием платформы Quantum Motion является использование индустриальных стандартов производства, что снижает издержки и ускоряет выпуск новых поколений квантовых устройств.
Проекты, связанные с исправлением квантовых ошибок (SiQEC) и участие в различных международных инициативах, таких как DARPA QBI, поддерживают амбиции компании к развитию устойчивых и масштабируемых квантовых архитектур. Техническая сторона системы также заслуживает внимания: интеграция квантовых кубитов с классическими элементами управления происходит при экстремально низких температурах, что требуется для стабильной работы квантовых битов. Компания занимается разработкой криоэлектроники - элементов классической электроники, способных функционировать при криогенных температурах, что увеличивает глубину интеграции и способствует более эффективному управлению квантовыми системами. Это критически важно для дальнейшего увеличения количества кубитов и обеспечения функциональности систем на практике. Кроме того, искусственный интеллект и машинное обучение активно применяются для автоматизации настройки и калибровки квантового оборудования, что существенно повышает стабильность и надёжность работы процессоров Quantum Motion.
Благодаря таким инновациям, стартовая платформа компании ориентирована не только на научные исследования, но и на ранние коммерческие приложения, демонстрируя подход, сосредоточенный на конечных пользователях - разработчиках, исследователях и бизнес-клиентах. В мировом контексте развития квантовых вычислений Quantum Motion занимает особое место благодаря своей стратегии интеграции классических микропроцессорных технологий с новыми квантовыми решениями. Это открывает новые возможности в конкуренции с традиционными квантовыми системами, построенными на сверхпроводниковых кубитах, и фотонных чипах. Использование кремниевой технологии создает технологический фундамент для массового внедрения и может стать решающим фактором для будущего роста квантовых вычислений как отрасли. Как часть Национальной программы по квантовым технологиям, NQCC активно поддерживает сотрудничество между компаниями, академическими учреждениями и государственными структурами, что ускоряет внедрение новых квантовых платформ.
Появление комплексов Quantum Motion стимулирует дальнейшее развитие экосистемы квантовых вычислений в Великобритании и на международном уровне, способствуя развитию исследований и стартапов в этом секторе. Таким образом, установка первого в мире квантового компьютера, изготовленного с помощью CMOS-производства, представляет собой ключевой этап в развитии квантовых технологий. Этот прорыв создает условия для быстрого и масштабного развития индустрии, позволяя надеяться на появление в ближайшие годы коммерчески полезных квантовых компьютеров, способных решать задачи, которые сегодня считаются нерешаемыми. Quantum Motion демонстрирует, что будущая революция в области вычислений будет не просто экспериментом, а реальным технологическим прогрессом, построенным на синергии классических и квантовых технологий и позволяющим открыть новые горизонты для науки, промышленности и экономики. .
