Caltech i Oratomic: użyteczny komputer kwantowy może wymagać 10–20 tys. kubitów

Caltech podał, że proponowana architektura korekcji błędów pozwala zakodować każdy kubit logiczny już w pięciu kubitach fizycznych, podczas gdy w konwencjonalnych metodach potrzeba ich około 1 000. Uczelnia wyjaśnia, że podejście opiera się na atomach neutralnych, które można przemieszczać i splątywać w matrycy za pomocą wiązek laserowych zwanych pęsetami optycznymi.

Caltech powiązał niższą liczbę kubitów z zagrożeniem bezpieczeństwa. Według uczelni przyspieszony harmonogram oznacza, że bezpieczeństwo komunikacji cyfrowej, w tym transakcji finansowych i prywatnych wiadomości, może stać się podatne na ataki szybciej, niż zakładano. Jak podano w komunikacie, dzisiejsze szyfry RSA i ECC może złamać wystarczająco duży komputer kwantowy korzystający z algorytmu Shora. Autorzy podkreślili znaczenie bezpiecznego i terminowego przejścia na nowe schematy szyfrowania odporne na ataki kwantowe.

Jak obniżono szacunek

Caltech podał, że wcześniejsze szacunki mówiły o milionach kubitów potrzebnych do zbudowania niezawodnego komputera kwantowego, a nowe wyniki wskazują, że w pełni działająca maszyna mogłaby powstać już z 10–20 tys. kubitów. Mniejsza liczba kubitów oznacza, że taka maszyna mogłaby teoretycznie działać do końca dekady, podał Caltech. Wcześniej eksperci sądzili, że zbudowanie tak dokładnej maszyny zajmie kolejne 10, a nawet 20 lat.

Madelyn Cain, główna teoretyczka w Oratomic i współautorka pierwszej pracy, powiedziała, że praca zmniejsza liczbę kubitów nawet o dwa rzędy wielkości. John Preskill, fizyk teoretyk z Caltech, powiedział, że zespół rozwija architektury oparte na atomach neutralnych, które „znacznie zmniejszają szacunki zasobów potrzebnych do komputera kwantowego odpornego na błędy”. Jak podał Caltech, raport opublikowano w internecie. Manuel Endres, profesor fizyki w Caltech, nazwał wynik „ultrawydajną korekcją błędów”, podał CoinMarketCap.

Dlaczego atomy neutralne mają znaczenie

Caltech podał, że Endres z kolegami zbudowali niedawno największą matrycę kubitów, jaka do tej pory powstała, z 6 100 uwięzionymi atomami neutralnymi. HPCwire poinformował, że zespół rozdzielił jedną wiązkę lasera na 12 000 pęset trzymających atomy i że wcześniejsze matryce tego typu miały tylko setki kubitów. Matryca utrzymywała kubity w superpozycji przez około 13 sekund, prawie 10 razy dłużej niż wcześniejsze podobne układy, a pojedynczymi kubitami manipulowano z dokładnością 99,98%. Zespół przesuwał też atomy o setki mikrometrów, nie tracąc superpozycji.

Endres powiedział, że kubity z atomów neutralnych można łączyć bezpośrednio na duże odległości, bo pęseta potrafi przenieść jeden atom na drugi koniec matrycy i tam go splątać. Jak podał Caltech, na tej możliwości przesuwania atomów opiera się cały schemat korekcji błędów.

Firma stojąca za tym twierdzeniem

Oratomic podał, że pozyskał 300 mln dol. w rundzie serii A. Rundę współprowadziły ARCH Venture Partners, Spark Capital i Khosla Ventures, a wśród uczestników byli Bezos Expeditions, Index Ventures, General Catalyst, Lowercarbon Capital i Bain Capital. Vinod Khosla napisał na X, że była to największa pierwsza inwestycja jego firmy.

Dolev Bluvstein, prezes Oratomic, powiedział TechCrunchowi, że nie należy porównywać Oratomic z PsiQuantum, startupem wycenionym na 7 mld dol. we wrześniu zeszłego roku, który chce dostarczyć maszynę o milionie kubitów do końca przyszłego roku. Bluvstein powiedział, że Oratomic potrzebuje około 10 000 do 20 000 kubitów i że firma pokazała już wszystkie podstawowe podzespoły w nieco mniejszej skali. Oratomic pomija etap zaszumionych komputerów kwantowych średniej skali i nie planuje budować ani sprzedawać takich prototypów, które oferuje większość konkurencji.

Co pozostaje nieudowodnione

Caltech podał, że wynik jest teoretyczny. Bluvstein powiedział TechCrunchowi, że Oratomic pokazał swoje podzespoły tylko w mniejszej skali. W komunikacie Caltech czytamy, że wyniki oznaczają, iż komputery kwantowe odporne na błędy mogą być blisko, ale nie podano w nim daty pełnowymiarowej demonstracji. Oratomic podał, że będzie ściśle współpracować z misją Advanced Quantum Computing Mission w Caltech nad przetwarzaniem informacji kwantowej, żeby zbudować pierwszy komputer kwantowy odporny na błędy w skali użytkowej.

Co dalej

Oratomic podał, że pozyskał finansowanie w serii A, żeby zbudować działający komputer kwantowy, i celuje w maszynę w skali użytkowej do końca dekady. Według PitchBook finansowanie venture dla startupów kwantowych osiągnęło rekordowe 3,9 mld dol. w 127 transakcjach w 2025 r. Dimitri Zabelin, autor badania, napisał, że sektor „przeszedł od dyskusji o wykonalności do rywalizacji o wykonanie”.