Nem mindennapi nap ez a kvantumszámítás világában: a kaliforniai Palo Altóból érkezett hír szerint a D-Wave Quantum Inc., a kvantumszámítógépek egyik úttörője, jelentős mérföldkőhöz érkezett. A cég bejelentette, hogy sikeresen demonstrálta az első skálázható, chipen belüli kriogén vezérlést gate-model kvantumbitek (qubit) számára – egy olyan technológiai áttörést, amely alapjaiban változtathatja meg a kereskedelmi szempontból életképes gate-model kvantumszámítógépek fejlesztését.
Miért számít ez az áttörés?
A gate-model kvantumszámítógépek fejlesztése régóta küzd azzal a problémával, hogy hogyan lehet egyszerre sok qubitet hatékonyan és megbízhatóan vezérelni anélkül, hogy a vezetékezés bonyolultsága és mennyisége kezelhetetlenné válna. A D-Wave új technológiája ezt a kihívást oldja meg azzal, hogy jelentősen csökkenti a szükséges vezetékek számát úgy, hogy közben nem rontja a qubitek minőségét vagy megbízhatóságát.
Ez azért fontos, mert eddig a gate-model rendszerek hatalmas mennyiségű vezetéket igényeltek, ami nemcsak fizikailag nehézkes volt, hanem óriási kriogén hűtőrendszereket is megkövetelt – ezek pedig drágák és nehezen skálázhatók. A D-Wave megoldása lehetővé teszi, hogy sokkal nagyobb méretű processzorokat építsenek kisebb helyigénnyel és egyszerűbb hűtési infrastruktúrával.
Hogyan működik az új technológia?
A kulcs az úgynevezett on-chip kriogén vezérlésben rejlik, amely multiplexált digitális-analóg átalakítókat (DAC) használ. Ez a megoldás már bizonyított volt a D-Wave annealing típusú kvantumszámítógépeiben, ahol több tízezer qubitet és kapcsolót tudnak irányítani mindössze 200 vezeték segítségével. Most pedig ugyanezt az elvet alkalmazták sikerrel a gate-model architektúrákban is.
A rendszer egy többchipből álló csomagban valósul meg, amely egy magas koherenciájú fluxonium qubit chipet integrál egy többrétegű vezérlő chippel. Ehhez olyan fejlett kriogén csomagolási technikákat és szupervezető kötési eljárásokat használnak, amelyek fejlesztésében jelentős szerepet vállalt a NASA Jet Propulsion Laboratory – igen, jól olvastad: az amerikai űrügynökség kutatóintézetének szakértelme is hozzájárult ehhez az innovációhoz.
Mit jelent ez a gyakorlatban?
Dr. Trevor Lanting, a D-Wave fejlesztési igazgatója szerint „a skálázhatóság alapvető fontosságú ahhoz, hogy ez a technológia széles körben elterjedjen”. Ha nincs on-chip vezérlés és multiplexelés, akkor egy hasznos gate-model kvantumszámítógéphez elképesztően sok vezeték kellene és hatalmas kriogén berendezések – ami gyakorlatilag lehetetlenné tenné ezek tömeges gyártását és használatát.
Ez az új megoldás viszont lehetővé teszi nagyobb processzorok építését kisebb helyen és kevesebb erőforrással. Ez pedig nem csak mérnöki bravúr: ez az első lépés afelé, hogy valóban kereskedelmi forgalomba kerüljenek olyan gate-model kvantumszámítógépek, amelyek képesek nagy volumenben működni.
D-Wave pozíciója és jövője
A D-Wave több mint két évtizede dolgozik szupervezető kvantumbiteken alapuló rendszereken. Ez idő alatt nem csak az annealing típusú gépeket fejlesztették ki – amelyek optimalizációs problémákra specializálódtak –, hanem most már komoly előrelépéseket tesznek a gate-model architektúrák terén is. A cég szabadalmainak több mint 60 százaléka mindkét technológiára kiterjed.
A szupervezető qubitek egyik nagy előnye más megközelítésekkel szemben (például csapdázott ionokkal vagy fotonikus rendszerekkel) az, hogy gyorsabban tudják végrehajtani az úgynevezett kapuműveleteket. Ez különösen fontos akkor, amikor egyre nagyobb rendszereket építenek és javul a qubitek megbízhatósága.
Hol találkozhatsz velük legközelebb?
Ha érdekelnek ezek az izgalmas fejlemények és szeretnél többet megtudni arról, hogyan haladnak előre az annealing és gate-model kvantumszámítás területén, valamint hogyan kapcsolódik mindez a hibrid kvantum-megoldókhoz vagy akár a kvantum-alapú mesterséges intelligenciához (Quantum-AI), akkor érdemes ellátogatnod január végén Floridába.
A D-Wave ugyanis január 27-28-án rendezi meg Qubits 2026 konferenciáját Boca Ratonban. Itt részletesen bemutatják legfrissebb termékterveiket és kutatási eredményeiket. Regisztrálni ezen az oldalon tudsz: https://www.qubits.com.
Kinek szól mindez?
Lehet, hogy elsőre távolinak tűnik számodra a kvantumszámítás világa – de gondolj csak bele: ezek az eszközök hamarosan befolyásolhatják azt, hogyan oldjuk meg komplex problémáinkat az iparban, kutatásban vagy akár mesterséges intelligencia fejlesztésében. Több mint száz szervezet már most is bízik D-Wave technológiájában nehéz számítási feladatok során.
Az eddig beadott több mint kétszázmillió probléma is azt mutatja: nem sci-fi ez már többé. Ez itt és most zajlik – és ha te is szeretnéd érteni vagy akár használni ezt a jövőt formáló technológiát, érdemes figyelni minden lépést.
Zárszó
A D-Wave legújabb bejelentése nem csupán egy mérnöki siker: ez egy olyan pillanat, amikor közelebb kerülünk ahhoz, hogy valóban működőképes és kereskedelmi forgalomba hozható gate-model kvantumszámítógépeket lássunk. Az iparág egyik legnagyobb kihívását oldották meg – kevesebb kábelrel több qubitet irányítani úgy, hogy közben nem veszítünk semmit a minőségből.
Ez pedig nem csak nekik jó hír: nekünk is. Mert ha egyszer ezek a gépek tényleg elterjednek, akkor olyan problémákra kaphatunk választ villámgyorsan, amik ma még elképzelhetetlenek.
