IBM-ը հեղափոխություն է մտցնում քվանտային հաշվարկների ոլորտում. Starling՝ 2029 թվականի սուպերհամակարգիչը

IBM-ը ներկայացրել է քվանտային հաշվարկների ոլորտում իր մինչ օրս իրականացված ամենաամբիցիոզ նախագիծը։Starling-ի՝ քվանտային գերհամակարգչի մշակումը, որը խոստանում է արմատապես փոխել տեխնոլոգիական լանդշաֆտը սկսած 2029 թվականից։ IBM-ի նպատակն է կառուցել աշխարհի առաջին առևտրային խափանումներին դիմացկուն քվանտային մեքենան։, այդպիսով հաղթահարելով այս տեխնոլոգիան մինչ օրս հետ պահող ամենամեծ խոչընդոտներից մեկը։

Քվանտային հաշվարկները մինչ օրս եղել են տեխնիկական բարդություններով լի խոստում, հիմնականում պայմանավորված... ֆիզիկական քուբիթների փխրունությունը և սխալների բարձր հակվածությունը՝ պայմանավորված շրջակա աղմուկով և դեկոհերենտությամբ։ IBM-ը ձգտում է լուծել ոլորտի հիմնական թերությունը՝ կենտրոնանալով իրական ժամանակում սխալների ուղղման վրա։, որը թույլ կտա ապագայի քվանտային համակարգիչներին կատարել բարդ գործողություններ՝ առանց սահմանափակվելու սխալների կուտակմամբ։

Սթարլինգ. 20.000 անգամ ավելի մեծ հզորություն, քան ներկայիս համակարգերը

IBM-ի կողմից հրապարակված մանրամասների համաձայն՝ Սթարլինգը կկարողանա կատարել մինչև 200 միլիոն քվանտային գործողություն՝ օգտագործելով XNUMX տրամաբանական քուբիթ։Այս ցուցանիշը ներկայացնում է հսկայական առաջընթաց՝ համեմատած ներկայիս քվանտային համակարգիչների հետ, որոնք սովորաբար սահմանափակվում են մի քանի հազար գործողություններով, նախքան ձախողումը։ Այս համակարգի մշակումը տեղի կունենա IBM-ի նոր քվանտային տվյալների կենտրոնում՝ Պոքիփսի, Նյու Յորք, որտեղից այն հասանելի կլինի աշխարհի օգտատերերի և հաստատությունների համար։

Նախագծի ամենաակնառու պնդումներից մեկն այն է, որ Սթարլինգի վիճակի լիարժեք մոդելավորումը կպահանջի ավելի քան քվինդիցիլիոն ավանդական գերհամակարգիչների համակցված հիշողություն։Այս աննախադեպ հնարավորությունը առաջին անգամ բացում է դուռը լուծելու այնպիսի խնդիրներ, որոնք ներկայումս անհնար են դասական հաշվարկների համար. նոր դեղերի նախագծումից մինչև լոգիստիկայի օպտիմալացում և աննախադեպ հատկություններով նյութերի ստեղծում, արհեստական ​​​​բանականության ալգորիթմների արագացմանը։

Սխալների ուղղում և տրամաբանական քուբիթների թռիչք

Սթարլինգի հիմնական առաջընթացը կայանում է նրանում, որ qLDPC (Քվանտային ցածր խտության հավասարության ստուգում) կոդի օգտագործումը, հեղափոխական սխալների ուղղման տեխնիկա, որը կտրուկ նվազեցնում է յուրաքանչյուր տրամաբանական քուբիթի համար անհրաժեշտ ֆիզիկական քուբիթների քանակը, ինչը քվանտային հաշվարկների մասշտաբայնությունը դարձնում է շատ ավելի կենսունակ: Մինչդեռ ավանդական մեթոդները պահանջում էին հարյուրավոր կամ հազարավոր ֆիզիկական քուբիթներ, նոր տեխնիկաները թույլ են տալիս կառուցել կոմպակտ, արդյունավետ և կայուն համակարգեր, ինչը կարևոր քայլ է տեսությունը կյանքի կոչելու ուղղությամբ:

IBM-ը ոչ միայն բարելավել է այս կոդերի արդյունավետությունը, այլև մշակել է իրական ժամանակի դեկոդերներ, որոնք կարող են նվազագույնի հասցնել սխալի մակարդակը աննախադեպ մակարդակներով, ըստ վերջերս հրապարակված ուսումնասիրությունների: Ընկերությունը կարծում է, որ այս առաջընթացի շնորհիվ լուծվել է գիտական ​​գլխավոր խոչընդոտը՝ խնդիրը տեղափոխելով արդյունաբերական մասշտաբի և հազարավոր ֆիզիկական քուբիթներ հավաքելու համար անհրաժեշտ ինժեներական աշխատանքների:

Ճանապարհային քարտեզ. Լունից մինչև Բլու Ջեյ՝ քվանտային հաշվարկների ապագան

2029 թվականի նպատակին հասնելու համար IBM-ը սահմանել է միջանկյալ թողարկման ժամանակացույց՝ մի քանի հիմնական պրոցեսորներով:

• Քվանտային Լուն (2025)փորձարարական պրոցեսոր, որը փորձարկում է ճարտարապետության կառուցվածքային բաղադրիչները, այդ թվում՝ «c-միակցիչները»՝ քուբիթները երկար հեռավորությունների վրա միացնելու համար։
• Քվանտային Կուկաբուրա (2026)առաջին մոդուլային պրոցեսոր, որը նախագծված է քվանտային հիշողությունը և տրամաբանական գործողությունը համատեղելու համար, ինչը կարևոր է մասշտաբային համակարգեր կառուցելու համար։
• Քվանտային կակադու (2027)համակարգ, որը թույլ է տալիս միացնել մի քանի Kookaburra մոդուլներ՝ օգտագործելով «L-միակցիչներ», ինչը հնարավորություն կտա մասշտաբավորել առանց հսկա չիպերի դիմելու։

Վերջնական նպատակը կգա Սթարլինգը 2029 թվականին և նրա իրավահաջորդը, Կապույտ .եյ, որը նախատեսված է 2033 թվականին՝ երկու հազար տրամաբանական քուբիթներով և մեկ միլիարդ քվանտային գործողություն կատարելու կարողությամբ, ինչը նշանավորում է ոլորտի հզորության կարևորագույն նվաճում։

Ազդեցությունը արդյունաբերության վրա և սպասվող մարտահրավերները

Եթե ​​IBM-ը կարողանա պահպանել իր ժամանակացույցը, Սթարլինգը կարող է վերափոխել այնպիսի ոլորտներ, ինչպիսիք են բժշկությունը, էներգետիկան, արհեստական ​​բանականությունը և լոգիստիկան։Մոլեկուլային գործընթացները մոդելավորելու, մատակարարման շղթաները օպտիմալացնելու կամ նոր նյութեր նախագծելու կարողությունը ժամերի կամ նույնիսկ րոպեների ընթացքում կվերաիմաստավորի այն եղանակը, որով ընկերություններն ու հաստատությունները հաղթահարում են ամենաբարդ մարտահրավերները։

Չնայած առաջընթացին, Մեծածավալ քվանտային համակարգերի ճարտարագիտությունը մնում է լուրջ մարտահրավերՀազարավոր ֆիզիկական քուբիթների ճշգրիտ ինտեգրման, կրիոգեն կայունության ապահովման և համակարգի հավատարմության պահպանման համար իրական աշխարհի պայմաններում անհրաժեշտ է լուծել տեխնիկական և գործառնական անհայտ խնդիրները։ IBM-ը, սակայն, պնդում է, որ հիմնարար գիտությունը լուծված է, և որ հիմնական մարտահրավերն այժմ տեխնոլոգիայի հավաքման արդյունաբերականացման մեջ է։

Բիզնեսի տեսանկյունից IBM-ը ընդգծում է, որ արդեն զգալի եկամուտ է ապահովել քվանտային ոլորտում և ամպային տեխնոլոգիաների ներդրումը և հեռակա տվյալների կենտրոնները համարում է լայն հասանելիության ուղի։ Սակայն շուկան ուշադիր հետևում է պոտենցիալ մրցակիցների ի հայտ գալուն և այլընտրանքային տեխնոլոգիաների զարգացմանը, իսկ այնպիսի ընկերություններ, ինչպիսիք են Google-ը, Microsoft-ը, IonQ-ն և D-Wave-ը, առաջ են մղում իրենց սեփական ճանապարհային քարտեզները։

Սթարլինգի ժամանումը ֆիզիկայի, ճարտարագիտության և մաթեմատիկայի ոլորտներում տարիների աշխատանքի արդյունք է, և սահմանում է մեկնարկային կետը նոր դարաշրջան քվանտային հաշվարկների համարՄինչ օրս նման կոնկրետ ճանապարհային քարտեզ և նման սահմանված արդյունաբերական պարտավորություն երբեք չի ներկայացվել որևէ համաշխարհային խաղացողի կողմից։ Չնայած վերջնական հաջողության հասնելու համար դեռևս անհրաժեշտ կլինի հաղթահարել հսկայական մարտահրավերներ, ֆունկցիոնալ, խափանումներին դիմացկուն քվանտային համակարգչի հեռանկարն այժմ ավելի մոտ է, քան երբևէ։