IBM представила квантовий комп’ютер із захистом від помилок

Квантовий Starling технологічного гіганта налаштований на виконання 100 мільйонів квантових операцій, використовуючи 200 логічних кубітів. Найбільша у світі організація промислових досліджень оголосила про свої плани розробити перший великомасштабний, відмовостійкий квантовий комп’ютер, що прокладе шлях для практичних та масштабованих квантових обчислень до кінця десятиліття. Технологічна компанія IBM, яку також називають Big Blue, оголосила, що новаторська розробка Starling зможе запускати квантові схеми з понад 100 мільйонами квантових вентилів на 200 логічних кубітах.

Очікується, що інноваційна технологія буде побудована в новому квантовому центрі обробки даних IBM у Покіпсі, штат Нью-Йорк, до 2029 року та виконуватиме у 20 000 разів більше операцій, ніж сучасні квантові комп’ютери. Повідомляється, що Starling стане основою для наступної системи IBM Quantum Blue Jay, яка матиме 2000 логічних кубітів і зможе виконувати мільярд операцій.

Новаторська інновація

Технологічна компанія окреслила свої плани щодо розробки практичного, відмовостійкого квантового комп’ютера в нещодавно опублікованій «Квантовій дорожній карті». Вона стверджувала, що для відображення повного обчислювального стану майбутньої квантової системи знадобиться більше пам’яті, ніж квіндецільйон (10⁴⁸) найпотужніших суперкомп’ютерів світу разом узятих.

«Завдяки Starling користувачі зможуть повною мірою дослідити складність його квантових станів, які виходять за межі обмежених властивостей, доступних сучасним квантовим комп’ютерам», – заявили представники IBM.

Великий, відмовостійкий квантовий комп’ютер із сотнями або тисячами логічних кубітів міг би виконувати сотні мільйонів або мільярди операцій. Він міг би пришвидшити та знизити ефективність часу та витрат у розробці ліків, дослідженні матеріалів та хімії. Однак, подібно до класичних комп’ютерів, квантові також потребують корекції помилок, щоб без збоїв виконувати великі робочі навантаження. Для досягнення цього формуються логічні кубіти, сформовані з кластерів фізичних кубітів – фундаментальних одиниць квантової інформації – для виявлення та виправлення помилок під час обчислень.

«Створення зростаючої кількості логічних кубітів, здатних виконувати квантові схеми, з якомога меншою кількістю фізичних кубітів, має вирішальне значення для квантових обчислень у великих масштабах», – наголосила IBM.

Майбутнє квантових обчислень

Арвінд Крішна, голова правління та генеральний директор IBM, заявив, що IBM прокладає шлях до наступного рівня квантових обчислень. За його словами, це підтверджується планами компанії щодо запуску Quantum Loon. Цей процесор тестуватиме компоненти, необхідні для коду qLDPC, включаючи кубітниє сполучники на великі відстані, пізніше цього року.

IBM також готується представити у 2026 році свій перший модульний процесор, призначений як для зберігання, так і для обробки закодованої квантової інформації, Quantum Kookaburra. Система інтегруватиме квантову пам’ять з логічними операціями, формуючи фундаментальний будівельний блок для масштабування відмовостійких квантових систем за межі одного чіпа. Щобільше, до 2027 року компанія планує випустити Quantum Cockatoo, який з’єднає два модулі Kookaburra за допомогою «L-подібних з’єднувачів», ефективно об’єднавши квантові чіпи у більшу мережеву систему.

«Наш досвід у математиці, фізиці та інженерії прокладає шлях для створення великомасштабного, відмовостійкого квантового комп’ютера, який розв’яже реальні проблеми та відкриє величезні можливості для бізнесу», – сказав Крішна у прес-релізі.

Компанія вирішує проблему відмовостійкості за допомогою нової розробки, яка використовує коди квантової перевірки парності низької щільності (qLDPC). Такий підхід значно зменшує кількість необхідних фізичних кубітів, зменшуючи накладні витрати приблизно на 90 відсотків порівняно з іншими поширеними методами виправлення помилок.