În scurt : IBM dezvăluie planurile pentru Quantum Starling, un computer cuantic tolerant la erori, programat pentru 2029, care va revoluționa capacitatea de calcul cuantic.
IBM a prezentat ieri foaia sa de parcurs către Quantum Starling, un computer cuantic la scară largă și tolerant la erori. Acest sistem, anunțat ca fiind capabil să execute de 20.000 de ori mai multe operațiuni decât mașinile cuantice actuale, va fi construit în noul său centru de date cuantic instalat la Poughkeepsie, în statul New York.
Preconizat pentru 2029, Quantum Starling ar trebui să integreze 200 de qubiți logici și să permită execuția a 100 de milioane de operațiuni cuantice. Va constitui baza viitorului sistem "Blue Jay", care va ținti miliardul de operațiuni datorită celor 2.000 de qubiți logici.
Un qubit logic este o unitate de calcul construită din mai mulți qubiți fizici. Împreună, acești qubiți cooperează pentru a stoca o informație cuantică în timp ce corectează activ erorile susceptibile de a perturba calculul. Acest mecanism este esențial, deoarece computerele cuantice actuale rămân limitate atât de numărul redus de qubiți logici disponibili, cât și de un nivel ridicat de eroare, care face dificilă execuția fiabilă a circuitelor complexe.
Pentru a depăși acest prag, IBM se bazează pe codurile de corecție a erorilor "quantum Low-Density Parity Check" (qLDPC), recent evidențiate în Nature. Aceste coduri permit reducerea cu până la 90% a numărului de qubiți fizici necesari pentru corectarea erorilor, comparativ cu abordările clasice, deschizând astfel calea către o scalare mai realistă a arhitecturilor cuantice.
Un pas către avantajul cuantic
Datorită procesoarelor sale Quantum Eagle și Quantum Heron, IBM a demonstrat că sistemele sale cuantice pot executa anumite clase de calcule cu o eficiență superioară celor ale calculatoarelor clasice.
Dezvoltarea Quantum Starling se va baza pe succesorii acestora. IBM preconizează astfel, încă din 2025, implementarea procesorului "Quantum Loon", conceput pentru a valida elementele cheie ale arhitecturii qLDPC, în special "cuplajele de tip C", care asigură conexiuni pe distanțe lungi între qubiți pe același cip.
În 2026, procesorul "Quantum Kookaburra" va introduce prima arhitectură modulară completă, asociind memorie cuantică și logică de calcul. Această modularitate va fi extinsă în 2027 cu "Quantum Cockatoo", care va folosi "cuplaje de tip L" pentru a interconecta două module Kookaburra într-un mod stabil. Întregul complex pregătește tranziția către sisteme multi-cip capabile să execute circuite cuantice complexe în condiții de eficiență energetică și integrare optimizate.
Domeniile aplicative țintite includ modelarea moleculară, descoperirea de noi materiale, chimia cuantică sau optimizarea la scară largă. Atâtea domenii unde nevoile de putere de calcul depășesc astăzi capacitățile mașinilor existente și unde stabilitatea calculului necesită arhitecturi cuantice cu adevărat tolerante la erori.