У короткому : IBM представила свій план для Quantum Starling, великомасштабного квантового комп'ютера, стійкого до помилок, який планується запустити до 2029 року для виконання 100 мільйонів квантових операцій.
IBM вчора представила свій план дій до Quantum Starling, великомасштабного квантового комп'ютера, стійкого до помилок. Ця система, оголошена здатною виконувати в 20 000 разів більше операцій, ніж сучасні квантові машини, буде побудована в новому квантовому дата-центрі, розташованому в Пофкіпсі, штат Нью-Йорк.
Заплановано на 2029 рік, Quantum Starling має інтегрувати 200 логічних кубітів і дозволити виконання 100 мільйонів квантових операцій. Він стане основою майбутньої системи "Blue Jay", яка буде спрямована на мільярд операцій завдяки 2 000 логічних кубітів.
Логічний кубіт – це обчислювальна одиниця, побудована з декількох фізичних кубітів. Разом ці кубіти співпрацюють для зберігання квантової інформації, активно виправляючи помилки, які можуть заважати обчисленням. Цей механізм є важливим, оскільки сучасні квантові комп'ютери обмежені як малою кількістю доступних логічних кубітів, так і високим рівнем помилок, що ускладнює надійне виконання складних схем.
Щоб подолати цей бар'єр, IBM спирається на коди виправлення помилок "quantum Low-Density Parity Check" (qLDPC), нещодавно висвітлені в Nature. Ці коди дозволяють зменшити до 90% кількість фізичних кубітів, необхідних для виправлення помилок, порівняно з класичними підходами, відкриваючи шлях до більш реалістичного масштабування квантових архітектур.
Крок до квантової переваги
Завдяки своїм процесорам Quantum Eagle та Quantum Heron, IBM продемонструвала, що її квантові системи можуть виконувати певні класи обчислень з ефективністю, вищою за класичні комп'ютери.
Розробка Quantum Starling буде базуватися на їх наступниках. IBM планує вже у 2025 році розгорнути процесор "Quantum Loon", розроблений для валідації ключових елементів архітектури qLDPC, зокрема "зв'язків типу C", які забезпечують далекі зв'язки між кубітами на одній мікросхемі.
У 2026 році процесор "Quantum Kookaburra" представить першу повну модульну архітектуру, що поєднує квантову пам'ять і обчислювальну логіку. Ця модульність буде розширена у 2027 році з "Quantum Cockatoo", який використовуватиме "зв'язки типу L" для стабільного з'єднання двох модулів Kookaburra. Це все готує перехід до багаточіпових систем, здатних виконувати складні квантові схеми в умовах оптимізованої енергоефективності та інтеграції.
Цільові області застосування включають моделювання молекул, відкриття нових матеріалів, квантову хімію та велику оптимізацію. Це такі сфери, де потреби в обчислювальній потужності сьогодні перевищують можливості існуючих машин, і де стабільність обчислень вимагає справді стійких до помилок квантових архітектур.