Um grupo que inclui Hewlett Packard Enterprise (HPE), Qolab, Applied Materials, 1QBit, Synopsis, Quantum Machines e outros publicaram um documento descrevendo o que consideram os desafios técnicos que precisam ser superados para desenvolver um Quantum Tolerante a Falhas útil. Computador (FTQC) baseado em tecnologia supercondutora. Neste estudo, o projeto de hardware foi fornecido pela Qolab, o projeto de software pela HPE, os projetos de dimensionamento de software e correção de erros em tempo real foram realizados pela HPE, 1QBit e Quantum Machines, e a simulação de projeto foi realizada pela Qolab, Applied, Materiais. O objetivo é publicar algo que quantifique os desafios técnicos para que muitas organizações possam se unir e colaborar para acelerar o sucesso de um design eficaz.
A abordagem proposta pelo grupo utilizará métodos de engenharia de sistemas, processamento de semicondutores existentes para criar medições uniformes e de alta qualidade e reduzir custos de produção, e utilizará computação quântica distribuída dentro de uma infraestrutura de computação de alto desempenho.
O projeto proposto conterá até 20.000 qubits por chip em um processo que incluirá integração em escala de wafer para fiação distribuída. O projeto incluirá acopladores ajustáveis e terá uma meta de confiabilidade de portão de cerca de 10-4cerca de uma ordem de magnitude melhor do que os melhores dispositivos supercondutores alcançam hoje. O código FTQC proposto é um código local rotacionado, pois o chip terá topologia 2D e interações com vizinhos mais próximos. Os tempos de gate serão da ordem de 25 nanossegundos e T1 coerência na faixa entre 200 e 340 microssegundos. O projeto incluirá uma leitura de qubit de baixa potência usando um circuito fotomultiplicador Josephson que elimina a necessidade de grandes circuladores e amplificadores paramétricos.
Espera-se que o projeto use controle criogênico para reduzir o consumo de energia, o tamanho do sistema e a estabilidade do sinal. A decodificação em tempo real será implementada usando o software DGX Quantum da NVIDIA. O artigo também inclui estimativas de recursos que fornecem estimativas reais de qubit e tempo de execução para vários algoritmos diferentes sob diferentes condições operacionais usando a ferramenta TopQAD da 1QBits e a ferramenta Azure Quantum Resource Estimator (QRE) da Microsoft. O design será destinado ao uso em uma pilha HPC híbrida quântica clássica e funcionará com pilhas de software como o HPE Cray Programming Environment (CPE). A programação pode ser suportada por Kits de Desenvolvimento de Software (SDKs) existentes, como CUDA-Q, Qiskit, Cirq, Pennylane, Classiq e possivelmente outros.
Você pode acessar o texto completo postado no arXiv aqui. Além disso, um blog apresentando o documento está publicado no site da HPE e pode ser visualizado aqui.
18 de novembro de 2024
