Japonia uruchamia pierwszy komputer kwantowy z neutralnymi atomami

Japonia uruchomiła Shunkai, pierwszy w kraju pełny system kwantowy wykorzystujący neutralne atomy, stawiając na architekturę, która może uprościć skalowanie komputerów kwantowych i zmniejszyć wymagania dotyczące infrastruktury.

System powstał w Institute for Molecular Science w prefekturze Aichi pod kierownictwem prof. Kenjiego Ohmoriego. Hitachi odpowiada za warstwę oprogramowania, a amerykański Infleqtion dostarczył jednostkę QPU. Początkowo Shunkai ma wykorzystywać około 50 kubitów, a następnie około 500.

Neutralne atomy są przechwytywane dzięki precyzyjnie sterowanych wiązek laserowych. W odróżnieniu od układów opartych na kubitach nadprzewodzących system nie wymaga kriogenicznej lodówki pracującej w temperaturach bliskich zera absolutnego. To potencjalnie upraszcza infrastrukturę i może ułatwić zwiększanie liczby kubitów.

Na razie nie jest to jednak konkurent dla klasycznych superkomputerów w codziennych obliczeniach. Shunkai ma służyć przede wszystkim do rozwijania aplikacji oraz testowania korekcji błędów. Do marca 2031 r. zespół chce dojść do 10 tys. fizycznych kubitów i systemu odpornego na błędy, dostępnego również dla użytkowników zewnętrznych. Planowana jest także integracja z istniejącą infrastrukturą superkomputerową IMS i rozwój hybrydowego centrum quantum-GPU.

Projekt wpisuje się w znacznie szerszą strategię Japonii. Rząd zabezpieczył około 100 mld jenów na przyspieszenie rozwoju komputerów kwantowych nowej generacji. Shunkai jest więc nie tyle próbą natychmiastowego zastąpienia klasycznych maszyn, ile inwestycją w jedną z architektur, które mogą zdecydować o przyszłym układzie sił na rynku obliczeń wysokiej wydajności.

komputerów opartych na neutralnych atomach może przyspieszyć prace nad systemami kwantowymi niewymagającymi rozbudowanej infrastruktury kriogenicznej. Same atomy przez cały czas trzeba schładzać laserowo, jednak rezygnacja z dużych układów chłodzących może ograniczyć powierzchnię, zużycie energii i złożoność instalacji. W dłuższej perspektywie byłoby to istotne zwłaszcza dla centrów HPC i zastosowań przemysłowych, gdzie łatwiejsza integracja z istniejącą infrastrukturą może mieć równie duże znaczenie jak wydajność samych kubitów.