Квантовые чипы можно будет производить по технологии, напоминающей изготовление экранов смартфонов. Немецкая NVision создала органическую молекулу, способную работать как кубит, и предложила наносить такие молекулы тонким слоем на обычные микросхемы. Началась разработка первых прототипов.
Необычная идея выросла из медицинских исследований. NVision разрабатывала оборудование, которое выстраивает спины электронов в специальных молекулах сахара. После такой обработки сигнал становится примерно в тысячу раз заметнее при магнитно-резонансной томографии. Метод помогает изучать обмен веществ, в том числе повышенное потребление сахара опухолевыми клетками.
Инженеры решили проверить, подойдёт ли похожий принцип для квантовых вычислений. Вместо привычных сверхпроводящих элементов или отдельных атомов исследователи обратились к органическим молекулам. Их свойства можно менять химическим синтезом, заранее подбирая характеристики будущего кубита, а не подстраивая электронику под готовый материал.
Для поиска подходящей структуры NVision применяла компьютерное моделирование с искусственным интеллектом. Исследователи оценили более 150 кандидатов и синтезировали около 40 молекул. В итоге выбрали соединение из класса карбенов, электронным спиновым состоянием которого можно управлять индивидуально при помощи света.
Кубит отличается от обычного бита способностью находиться в квантовой суперпозиции состояний. Но для вычислений мало создать такой элемент. Нужно точно управлять им, считывать результат и связывать с другими кубитами, не разрушая хрупкое квантовое состояние. NVision продемонстрировала оптический интерфейс для работы с одиночной молекулой.
Главное преимущество связано с тонкими плёнками. Разработчики рассчитывают наносить молекулы на готовые фотонные микросхемы примерно так же, как органические материалы наносят при изготовлении OLED-дисплеев. Световые каналы должны связывать кубиты внутри процессора и между разными чипами без необходимости располагать их вплотную.
В партнёры NVision выбрала американскую HyperLight, которая выпускает фотонные компоненты на основе тонкоплёночного ниобата лития. Первые совместные прототипы компании рассчитывают получить в четвёртом квартале 2026 года. Для работы молекулярных элементов потребуется охлаждение до 2–4 кельвинов, поэтому от криогенной техники разработка не избавляет.
Работу с одиночной молекулой исследователи описали в статье Nature. Компания утверждает, что разработанный интерфейс допускает потерю до 70% фотонов, однако возможность собрать множество кубитов в устойчивый вычислитель ещё предстоит доказать. NVision планирует самостоятельно создавать процессоры, систему коррекции ошибок и готовые серверные установки.
Стартап привлёк 120 млн долларов из государственных и частных источников, включая Abbott Laboratories. Пока NVision представила экспериментальный элемент, а не готовый компьютер. Для сравнения, IBM развивает сверхпроводящие процессоры и отдельно решает задачу объединения тысяч кубитов в единую систему.