Квантовый отжигатель — потоковые кубиты на панели карты: Потоковый отжигатель

Архитектура в отчёте (§8.3)

8.3.17 Потоковый отжигатель — Квантовый отжигатель — потоковые кубиты (anneal)

Идея. Тысячи потоковых кубитов на ВЧ-СКВИД (fluxq) служат программируемыми изинговскими спинами: незатухающий ток петли, в одну или другую сторону, и есть спин; индуктивные элементы связи задают взаимодействия; чип непрерывно эволюционирует (g_anneal) от основного состояния в поперечном поле к основному состоянию запрограммированной задачи. Задача статична: смещения удерживаются на чипе, ответ защёлкивается как биты. Ставка табл. 8.3 — специализированный масштаб сейчас — это размен: число кубитов и связность в обмен на вентили, логические кубиты и любой путь к отказоустойчивости.

Что ей нужно. Кубиты, многослойная разводка длинных элементов связи (cx_lr) и потоковые ЦАП на быстрой одноквантовой логике (БОК, ct_fluxdac) — все требуют одного сверхпроводникового процесса (fab_sc). Считывание (ro_fluxro) требует кубитов и ЦАП: квантовый параметрон потока защёлкивает ток каждого кубита, сдвиговые регистры на чипе выносят бит наружу. Статические смещения позволяют ЦАП управлять «десятками тысяч кубитов и элементов связи всего по 200 проводам смещения» [C][281]. Пустые слои означают: нет кодирования — значит, кубит есть член гамильтониана, а не память; нет считывания во время отжига — значит, нет синдрома для кода или декодера. Ошибки никогда не обнаруживаются, только усредняются по выборкам: больше кубитов покупает большие задачи, а не лучшие ответы.

Где она стоит. Четыре машины, три устройства, 18 из 42 ячеек документированы (табл. 8.1), вентилей нет. Advantage2 (D-Wave, май 2025; 4 400+ кубитов, связность Zephyr 20, 12.5 кВт [C][220]) приходит на смену Advantage (2020); Advantage3 — система на 20 000 кубитов к 2029 году на пути к 100 000 кубитам к 2031-му — названный следующий отжигатель D-Wave [R][15]. Результат D-Wave «beyond-classical» по спиновым стёклам (Science, март 2025) в течение недель был существенно размыт тензорно-сетевыми и вариационными методами [D][221]–[223]; D-Wave настаивает, что её крупнейшие экземпляры остаются невоспроизведёнными [P][224]. AQPU компании Qilimanjaro — аналоговый флаксониевый отжигатель на 10 кубитов — введён в строй в Барселонском суперкомпьютерном центре 28 мая 2026 года без опубликованного бенчмарка [C][872]. §2.8 даёт оценки лишь по E 4 и F 2; выручка H1-2026 упала на 67% [C][15]–[17]; соглашение CHIPS (до $100 млн, 8 сентября 2026) финансирует работу над 100 000-кубитным отжигателем и системой вентильной модели [C][R][91].

Исключения и заимствования. Ни одна ячейка не выпадает из слотов; все машины подходят сюда лучше всего. Обе машины Advantage указывают альтернативой дисперсионное считывание (ro_disp), которое, по карте, заменяет защёлку потока: резонаторы по периметру читают биты сдвиговых регистров после защёлки, так что оба стоят последовательно — гибрид, а не соперники. Ячейки элементов связи и ЦАП у Qilimanjaro выведены, считывание не раскрыто: пробел данных. Заимствования идут наружу: D-Wave gate-model dual-rail system берёт потоковые ЦАП как альтернативу, а IBM Quantum Loon и его преемники используют длинные элементы связи для проверок qLDPC.

Следующая проверка. В §5.2 строки отжига нет; её место занимает дорожная карта D-Wave. Её 20 000-кубитная система на 2029 и 100 000 кубитов к 2031 [R][15]–[17] опираются на «сверхпроводниковые технологии межсоединений» для «многочиповых структур» [C][15]–[17] — слой, который архитектура оставляет пустым. Подтверждение к марту 2028: многочиповый отжиг с элементами связи через границы чипов или заявление beyond-classical, выдержавшее год классических опровержений. Понижение: ни того ни другого к этому сроку, а Advantage3 сдвинут или отменён.

Что говорят строители. Advantage2 компании D-Wave содержит более 4400 кубитов, каждый из которых связан с 20 другими, чтобы в машину помещались более крупные задачи [C][220]. D-Wave утверждает, что прототип Advantage2 за минуты смоделировал магнитные материалы, на что классическому суперкомпьютеру понадобился бы почти миллион лет; результат опубликован в Science [D][871]. Компания планирует многочиповый Advantage3: 20 000 кубитов в 2029 году и 100 000 к 2031-му [R][15], с новой схемой ввода-вывода, которой нужно не более чем на 20 % больше линий, чем нынешней машине на 4500 кубитов [C][15]. Qilimanjaro строит аналоговые процессоры на кубитах-флаксониумах, которые, по её словам, изначально устойчивы к ошибкам и полезны ещё до появления отказоустойчивости; первый, на 10 кубитов, работает в Барселонском суперкомпьютерном центре, ещё два поколения ожидаются в 2026 и 2027 годах [C][872].

Машины этой архитектуры (реестр: 4, из них 3 устройств, 0 с вентилями). D-Wave Quantum — Advantage3 (запланирована, 20 000), Advantage (в эксплуатации, 5 000), Advantage2 (в эксплуатации, 4 500); Qilimanjaro Quantum Tech — Qilimanjaro AQPU (Adiabatic Quantum Processing Unit) at BSC (в эксплуатации, 10).

Ячейки вне слотов архитектуры (7). Advantage: L7 ∅G-qac (пробел Атласа — quantum annealing correction (penalty-repetition encoding) on up to 1 322 logical qubits o); Advantage2: L7 ∅G-qac (пробел Атласа — penalty-spin and stacked quantum annealing correction on Advantage2_system1.10 (sweep 7 Oc); Advantage3: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Advantage3: L9 Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) (ic_mcm, основная вне слотов архитектуры); Qilimanjaro AQPU (Adiabatic Quantum Processing Unit) at BSC: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Qilimanjaro AQPU (Adiabatic Quantum Processing Unit) at BSC: L5 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Qilimanjaro AQPU (Adiabatic Quantum Processing Unit) at BSC: L6 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию.