W skrócie : IBM zaprezentował Quantum Starling, komputer kwantowy tolerujący błędy, planowany na 2029 rok. Ma wykonywać 20 000 razy więcej operacji niż obecne maszyny i będzie zbudowany w nowym centrum danych w Poughkeepsie.
IBM przedstawił wczoraj swoją mapę drogową do Quantum Starling, dużej skali komputera kwantowego tolerującego błędy. System ten, zapowiedziany jako zdolny do wykonania 20 000 razy więcej operacji niż obecne maszyny kwantowe, zostanie zbudowany w nowym centrum danych kwantowych w Poughkeepsie, w stanie Nowy Jork.
Planowany na 2029 rok, Quantum Starling ma integrować 200 kubitów logicznych i umożliwiać wykonanie 100 milionów operacji kwantowych. Będzie stanowić podstawę przyszłego systemu "Blue Jay", który będzie dążył do miliarda operacji dzięki 2 000 kubitów logicznych.
Kubit logiczny jest jednostką obliczeniową zbudowaną z kilku kubitów fizycznych. Razem, te kubity współpracują, aby przechowywać informację kwantową, jednocześnie aktywnie korygując błędy, które mogą zakłócać obliczenia. Ten mechanizm jest kluczowy, ponieważ obecne komputery kwantowe są ograniczone przez niewielką liczbę dostępnych kubitów logicznych oraz wysoki wskaźnik błędów, co utrudnia niezawodne wykonywanie złożonych obwodów.
Aby pokonać te ograniczenia, IBM opiera się na kodach korekcji błędów "quantum Low-Density Parity Check" (qLDPC), które niedawno zostały przedstawione w Nature. Te kody pozwalają na redukcję nawet do 90% liczby kubitów fizycznych potrzebnych do korekcji błędów w porównaniu do klasycznych podejść, otwierając tym samym drogę do bardziej realistycznego skalowania architektur kwantowych.
Krok w stronę przewagi kwantowej
Dzięki procesorom Quantum Eagle i Quantum Heron, IBM udowodnił, że jego systemy kwantowe mogą wykonywać niektóre klasy obliczeń z większą efektywnością niż komputery klasyczne.
Rozwój Quantum Starling opiera się na ich następcach. IBM planuje już w 2025 roku wdrożenie procesora "Quantum Loon", zaprojektowanego do weryfikacji kluczowych elementów architektury qLDPC, szczególnie "couplerów typu C", które zapewniają długodystansowe połączenia między kubitami na tej samej chipie.
W 2026 roku procesor "Quantum Kookaburra" wprowadzi pierwszą kompletną architekturę modułową, łączącą pamięć kwantową i logikę obliczeniową. Ta modułowość zostanie rozszerzona w 2027 roku z "Quantum Cockatoo", który wykorzysta "couplery typu L" do stabilnego połączenia dwóch modułów Kookaburra. Wszystko to przygotowuje przejście do systemów wielochipowych zdolnych do wykonywania złożonych obwodów kwantowych w warunkach zoptymalizowanej efektywności energetycznej i integracji.
Domeny aplikacyjne obejmują modelowanie molekularne, odkrywanie nowych materiałów, chemię kwantową oraz optymalizację na dużą skalę. Są to obszary, w których zapotrzebowanie na moc obliczeniową przekracza obecne możliwości maszyn, a stabilność obliczeń wymaga architektur kwantowych rzeczywiście tolerujących błędy.