IBM производит революцию в квантовых вычислениях: Starling — суперкомпьютер 2029 года

Компания IBM представила свой самый амбициозный на сегодняшний день проект в области квантовых вычислений.: разработка Starling, квантового суперкомпьютера, который обещает радикально изменить технологический ландшафт, начиная с 2029 года. Цель IBM — создать первую в мире коммерческую отказоустойчивую квантовую машину., тем самым преодолев одно из самых больших препятствий, которое сдерживало развитие этой технологии до сих пор.

До сих пор квантовые вычисления были обещанием, полным технических сложностей, в основном из-за хрупкость физических кубитов и высокая склонность к ошибкам из-за окружающего шума и декогеренции. IBM стремится устранить основную проблему сектора, сосредоточившись на исправлении ошибок в режиме реального времени., что позволит будущим квантовым компьютерам выполнять сложные операции, не ограничиваясь накоплением ошибок.

Starling: в 20.000 XNUMX раз больше мощности, чем у существующих систем

Согласно данным, раскрытым IBM, Starling сможет выполнять до 200 миллионов квантовых операций, используя XNUMX логических кубитов.. Эта цифра представляет собой огромный скачок вперед по сравнению с нынешними квантовыми компьютерами, которые обычно ограничены несколькими тысячами операций, прежде чем поддаются сбою. Разработка этой системы будет проходить в новом квантовом центре обработки данных IBM в Покипси, Нью-Йорк, откуда он будет доступен пользователям и учреждениям по всему миру.

Одно из самых поразительных утверждений проекта заключается в том, что Полное моделирование Starling State потребовало бы совокупной памяти более чем квиндециллиона обычных суперкомпьютеров.Эта беспрецедентная возможность впервые открывает дверь к решению проблем, которые в настоящее время невозможны для классических вычислений: от разработки новых лекарственных препаратов до оптимизации логистики и создания материалов с беспрецедентными свойствами, к ускорению алгоритмов искусственного интеллекта.

Исправление ошибок и скачки логических кубитов

Ключевой прорыв в истории Starling заключается в использование кода qLDPC (квантовая проверка четности с низкой плотностью), революционная технология исправления ошибок, которая радикально сокращает количество физических кубитов, необходимых для каждого логического кубита, что делает масштабируемость квантовых вычислений гораздо более жизнеспособной. В то время как традиционные методы требовали сотен или тысяч физических кубитов, новые технологии позволяют создавать компактные, эффективные и стабильные системы, что является важным шагом на пути к воплощению теории в жизнь.

IBM не только повысила эффективность этих кодов, но и разработала декодеры реального времени, способные минимизировать частоту ошибок на беспрецедентном уровне, согласно недавно опубликованным исследованиям. Компания считает, что благодаря этим достижениям основное научное препятствие было преодолено, переместив задачу в промышленные масштабы и инженерию, необходимую для сборки тысяч физических кубитов.

Дорожная карта: от Loon до Blue Jay, будущее квантовых вычислений

Для достижения цели 2029 года IBM поставила перед собой задачу промежуточный график выпуска с несколькими ключевыми процессорами:

• Квантовая Гагара (2025): экспериментальный процессор, который тестирует структурные компоненты архитектуры, включая «c-соединители» для соединения кубитов на больших расстояниях.
• Квантовая Кукабарра (2026): первый модульный процессор, разработанный для объединения квантовой памяти и логических операций, необходимых для построения масштабируемых систем.
• Квантовый какаду (2027): система, которая позволяет соединять между собой несколько модулей Kookaburra с помощью «L-образных соединителей», что позволит масштабировать систему, не прибегая к использованию гигантских чипов.

Конечная цель будет достигнута Старлинг в 2029 году и его преемник, Blue Jay, запуск которого запланирован на 2033 год, с двумя тысячами логических кубитов и способностью выполнять один миллиард квантовых операций, что станет важной вехой в развитии отрасли.

Влияние на отрасль и предстоящие проблемы

Если IBM удастся уложиться в график, Starling может трансформировать такие секторы, как медицина, энергетика, искусственный интеллект и логистика.Возможность моделировать молекулярные процессы, оптимизировать цепочки поставок или разрабатывать новые материалы за считанные часы — или даже минуты — изменит подход компаний и учреждений к решению самых сложных задач.

Несмотря на прогресс, Разработка крупномасштабных квантовых систем остается сложной задачейДостижение точной интеграции тысяч физических кубитов, обеспечение криогенной стабильности и поддержание точности системы в реальных условиях требует решения технических и эксплуатационных неизвестных. Однако IBM настаивает на том, что базовая наука уже решена и что главная задача теперь заключается в индустриализации сборки технологии.

С точки зрения бизнеса IBM подчеркивает, что уже принесла значительный доход в квантовой области и рассматривает принятие облака и удаленные центры обработки данных как путь к широкому доступу. Однако рынок внимательно следит за появлением потенциальных конкурентов и развитием альтернативных технологий, при этом такие компании, как Google, Microsoft, IonQ и D-Wave, продвигают свои собственные дорожные карты.

Появление Старлинга представляет собой результат многолетней работы в области физики, инженерии и математики, а также определяет начальную точку новая эра квантовых вычисленийДо сих пор ни один глобальный игрок не представлял столь конкретную дорожную карту и столь определенные промышленные обязательства. Хотя для окончательного успеха все еще потребуется преодолеть огромные трудности, перспектива функционального, отказоустойчивого квантового компьютера теперь ближе, чем когда-либо.