Dziewięć jonów na chipie zebrało 25 milionów

Dziewięć jonów i runda sześć razy większa niż wszystko wcześniej

Pavel Hrmo kieruje firmą, której najbardziej zaawansowana maszyna utrzymuje dziewięć jonów. Dwudziestego ósmego lipca ZuriQ, spółka wydzielona z ETH w Zurychu, którą prowadzi jako prezes, ogłosiła rundę zalążkową o wartości 25,5 miliona dolarów pod przewodnictwem paryskiego specjalisty kwantowego Quantonation, z udziałem Forward.one, Extantii, Firgun Ventures i wszystkich wcześniejszych inwestorów. Wcześniej firma pozyskała łącznie 4,2 miliona dolarów. Nowa runda odpowiada mniej więcej sześciokrotności całej jej historii finansowania.

Tym, na co zebrano pieniądze, jest macierz trzy na trzy z dziewięcioma indywidualnie sterowanymi jonami wapnia na pojedynczym mikrowytwarzanym chipie, którą ZuriQ opisuje jako pierwszą natywnie dwuwymiarową matrycę uwięzionych jonów i największą tego rodzaju pokazaną do tej pory. Zespół urósł z czterech osób do osiemnastu. Kapitał ma pójść na zatrudnienie, badania i wytwarzanie chipów, z celem umieszczenia setek kubitów na jednym układzie.

Zestawiona z resztą branży liczba wygląda absurdalnie. Komercyjne układy z uwięzionymi jonami i systemy nadprzewodzące podaje się w dziesiątkach, setkach i tysiącach. Dziewięć nie pojawiłoby się w żadnym rankingu, i żaden poważny inwestor nie wziął tego za pozycję na liście.

Dlaczego to ma znaczenie: sala pełna zawodowych inwestorów spojrzała na dziewiątkę i związała 25,5 miliona dolarów. Albo się mylą, albo liczba kubitów nie jest tym, co jest tu wyceniane. Druga lektura jest tą użyteczną i sięga daleko poza obliczenia kwantowe.

Liczba z nagłówka jest niewłaściwą liczbą

ZuriQ nie sprzedaje poziomu, sprzedaje nachylenie. Własne sformułowanie Hrmo brzmi, że architektura jest dwuwymiarowa od podstaw, więc liczba kubitów mieszczących się na chipie powinna rosnąć znacznie chętniej niż w systemach budowanych według starszego planu. To twierdzenie o pochodnej, a nie o wartości: ile kosztuje kolejny kubit, a nie ile ich dziś istnieje.

Dlatego demonstracja z dziewięcioma jonami może być warta więcej niż czyjeś sto. Sto kubitów w architekturze, w której koszt każdego dodatkowego kubitu rośnie stromo, to maszyna blisko swojego sufitu. Dziewięć w architekturze dokładającej je tanio to maszyna blisko swojej podłogi. Obu liczb nie da się porównywać, a umieszczanie ich w jednym zdaniu, co robi niemal cała prasa, tworzy ranking bez znaczenia.

W skrócie: gdy dziedzina techniczna podaje jedną liczbę, zapytaj, czy sprzedawca twierdzi coś o pozycji, czy o tempie zmiany. Niemal każdy wiarygodny zakład sprzętowy na wczesnym etapie jest twierdzeniem o tempie w przebraniu pozycji, a niemal każdy mylący jest odwrotnością.

Pola statyczne zamiast oscylujących

Powodem, dla którego nachylenie mogłoby się różnić, jest prawdziwa zmiana w fizyce, a nie subtelniejsze wykończenie inżynierskie. Zwykłe pułapki jonowe, zwane pułapkami Paula, trzymają jony szybko oscylującymi polami o częstotliwości radiowej. Działa to dobrze i tak pracuje większość maszyn z uwięzionymi jonami, ale popycha konstruktorów do ustawiania jonów w jednowymiarowych łańcuchach połączonych węzłami. Wzrost oznacza dokładanie węzłów, a to właśnie w węzłach kumuluje się trudność.

ZuriQ używa zamiast tego mikropułapek Penninga: dużego jednorodnego statycznego pola magnetycznego w połączeniu z napięciami na mikrowytwarzanej matrycy elektrod. Ponieważ nic nie oscyluje, jon można utrzymać i przemieścić w dowolne miejsce nad powierzchnią chipu, i to właśnie umożliwia prawdziwą siatkę dwuwymiarową zamiast linii z narożnikami.

Warto odnotować: nikt tu nie wymyślił opowieści, żeby zebrać pieniądze. Podejście opublikowano w Nature w marcu 2024 roku przez zespół z ETH w Zurychu wraz z Uniwersytetem Leibniza w Hanowerze i Physikalisch-Technische Bundesanstalt, niemieckim krajowym instytutem metrologii, a Hrmo figuruje wśród autorów. Firma opiera się na fizyce już zrecenzowanej przez środowisko, co daje istotnie inny profil ryzyka niż twierdzenie istniejące wyłącznie w prezentacji.

Wskaźnik bazowy, przeciw któremu biegnie ten zakład

Zakłady architektoniczne w sprzęcie obliczeniowym częściej zawodzą, niż się sprawdzają, i zwykle zawodzą późno. Wzorzec jest znajomy: nowe podejście pokazuje czysty wynik w małej skali, argument o skalowaniu trzyma się na papierze, a potem problem pomijalny przy dziewięciu staje się dominujący przy dziewięciuset. Nic w tej rundzie nie mówi, że ZuriQ uciekła temu wzorcowi. Runda zalążkowa dowodzi, że specjaliści uznali argument za wiarygodny, a nie że argument jest słuszny.

To, co naprawdę zmieniłoby obraz, jest wąskie i warto spisać to z wyprzedzeniem. Czy matryca urośnie o rząd wielkości przy zachowaniu indywidualnej kontroli nad każdym jonem. Czy przy tej wielkości poziomy błędów pozostaną w tym samym przedziale co przy dziewięciu. Czy wielowarstwowe wytwarzanie wymagane przez większe chipy zadziała poza laboratorium badawczym. Do tego czasu uczciwy opis brzmi: obiecująca architektura z jedną demonstracją za sobą.

Owszem, ale: to, że zakład jest nieudowodniony, nie czyni obserwowania go bezcelowym. Czyni je tanim. Nikt nie każe niczego kupować, a śledzenie trzech konkretnych kamieni milowych kosztuje kilka minut w roku.

Christophe Jurczak z Quantonation ujął tezę inwestycyjną prosto: rozpowszechnionym nieporozumieniem jest przekonanie, że wyścig kwantowy został już rozstrzygnięty, a tak nie jest. To uczciwe wyjaśnienie, dlaczego pieniądze wciąż płyną do nowych architektur. Nie jest to twierdzenie, że którakolwiek z nich działa w dużej skali, i nie należy tak tego czytać.

Czego to nie zmienia po twojej stronie

Nic w tej rundzie nie powinno przesunąć ani jednej daty w twoim planowaniu bezpieczeństwa. Pokusa po nagłówku o finansowaniu kwantowym jest taka, by potraktować go jako sygnał odliczania, a sprzedawcy usług migracyjnych przedstawią go dokładnie w ten sposób. Nim nie jest. Badawczy chip z dziewięcioma jonami dzieli wiele rzędów wielkości od czegokolwiek, co zagraża kryptografii chroniącej dziś twoje systemy.

Daty, które powinny sterować planowaniem postkwantowym, pochodzą z dwóch miejsc, a żadnym z nich nie jest komunikat prasowy. Pierwszym jest to, jak długo twoje własne dane muszą pozostać poufne, ponieważ zaszyfrowany ruch przechwycony dziś można przechować i zaatakować później, więc informacja z piętnastoletnim wymogiem tajności jest już wystawiona na maszynę, która jeszcze nie istnieje. Drugim jest to, co twój nadzór albo twój największy klient zapisze na papierze. Oba są dziś poznawalne i żadne nie zależy od tego, która architektura wygra.

Jedno polecenie: weź trzy najwrażliwsze strumienie danych, zapisz przy każdym, ile lat musi pozostać tajny, i pozwól tej liczbie ustalić kolejność migracji. Potem spójrz na tę dziedzinę ponownie dopiero wtedy, gdy maszyna wykona prawdziwą pracę, a nie gdy zbierze pieniądze.

Czytaj dalej: Kwantowy mistrz Europy debiutuje w Nowym Jorku  |  Europa otwiera linię pilotażową dla własnych chipów kwantowych