На ежегодной Конференции разработчиков квантовых технологий корпорация IBM сделала ряд фундаментальных заявлений, обозначив четкий путь к достижению двух ключевых целей: квантового превосходства (Quantum Advantage) к концу 2026 года и созданию полномасштабного отказоустойчивого квантового компьютера к 2029 году.
«Существует множество столпов, на которых держится создание по-настоящему полезных квантовых вычислений, — заявил Джей Гамбетта, директор IBM Research. — Мы убеждены, что IBM — единственная компания, способная быстро масштабировать квантовое программное обеспечение, оборудование, производство и коррекцию ошибок, чтобы открыть путь к преобразующим приложениям».
Мощь «Ночного ястреба» (Nighthawk)
Главной новинкой стал анонс IBM Quantum Nighthawk — самого совершенного на сегодняшний день квантового процессора компании. Он разработан специально для работы с высокопроизводительным квантовым программным обеспечением. Именно Nighthawk должен стать той точкой, где квантовый компьютер впервые решит проблему лучше, чем все классические методы, — момент, известный как квантовое превосходство.
Nighthawk, который планируется поставить пользователям уже к концу 2025 года, будет оснащен 120 кубитами, связанными между собой 218 настраиваемыми соединителями. Это на 20% больше соединителей, чем у предыдущего процессора IBM Quantum Heron. Благодаря такой увеличенной связности, пользователи смогут выполнять квантовые схемы, которые на 30% сложнее, чем раньше, сохраняя при этом низкий уровень ошибок. Это позволит исследовать вычислительно более требовательные задачи, требующие до 5000 двухкубитных вентилей — ключевых операций для квантовых вычислений. В будущих итерациях IBM ожидает, что Nighthawk-системы смогут выполнять до 15 000 двухкубитных вентилей к 2028 году.
На пути к неуязвимости: Отказоустойчивость к 2029-му
Параллельно с гонкой за превосходством, IBM активно работает над созданием отказоустойчивых систем. Компания анонсировала экспериментальный процессор IBM Quantum Loon, который впервые объединяет все ключевые компоненты, необходимые для построения полномасштабного отказоустойчивого квантового компьютера. Процессор Loon будет тестировать новую архитектуру для реализации и масштабирования высокоэффективной квантовой коррекции ошибок.
Самым впечатляющим прорывом в этой области стало досрочное решение инженерной задачи: IBM доказала, что можно использовать классическое оборудование для точной коррекции ошибок в реальном времени (менее чем за 480 наносекунд) с помощью qLDPC-кодов. Этот успех, достигнутый на целый год раньше запланированного, закладывает основу для масштабирования высокоскоростных и высокоточных сверхпроводящих кубитов.
Программное обеспечение и «зеленая» фабрика
Чтобы обеспечить достижение этих амбициозных целей, IBM не забывает и о программном обеспечении. Qiskit, флагманский квантовый программный стек, теперь дает разработчикам беспрецедентный контроль, масштабируя возможности динамических схем и обеспечивая 24-процентное увеличение точности при работе со 100+ кубитами. Кроме того, к 2027 году Qiskit будет расширен вычислительными библиотеками в области машинного обучения и оптимизации.
Наконец, для ускорения разработки и масштабирования своих квантовых чипов IBM переводит их первичное производство на передовую 300-миллиметровую фабрику Albany NanoTech Complex в Нью-Йорке. Использование современного полупроводникового оборудования уже позволило IBM вдвое сократить время, необходимое для создания каждого нового процессора, в десять раз увеличить физическую сложность чипов и одновременно исследовать несколько параллельных дизайнов.
Чтобы стимулировать проверку результатов, IBM, совместно с Algorithmiq, BlueQubit и исследователями из Flatiron Institute, создала открытый трекер для систематического мониторинга и верификации заявлений о квантовом превосходстве, который должен стать коллективным инструментом для научного сообщества.
Об авторе
