Квантові обчислення перебувають на етапі активного розвитку, і на ринку з’являються нові гравці, серед яких Google, Microsoft, Amazon Web Services, NVIDIA. Вони активно працюють над квантовими процесорами (QPU), їх моделями та інтеграцією з класичними суперкомп’ютерами. Нові компанії, як QuEra, IonQ, Quantum Computing, Quantinuum, D-Wave і Alice & Bob, також вносять свій вклад у цю сферу.
Протягом останнього року значний прогрес досягли багато з цих компаній у таких сферах, як корекція помилок, кількість кубітів, час декогеренції, масштабування систем та досягнення quantum advantage — ситуації, коли квантовий комп’ютер може розв’язувати задачі, що недоступні для класичних комп’ютерів або займають десятки років на їхньому виконанні.
IBM, компанія з понад столітньою історією, також активно працює над квантовими обчисленнями. У червні 2023 року компанія представила дорожню карту створення масштабованої квантової системи Starling. Планується, що ця система, яка буде відмовостійкою, буде створена до 2028 року і запущена через квантовий дата-центр у Поукіпсі, Нью-Йорк, у 2029 році.
Одним із ключових етапів розвитку є співпраця IBM з AMD, мета якої показати, як алгоритм корекції квантових помилок IBM може працювати на чипах AMD. Також IBM працювала зі стартапом Pasqal для формулювання критеріїв для визначення квантової переваги та підтвердження її досягнення.
Цього тижня в Атланті на другій щорічній Quantum Developer Conference 2025 IBM презентувала новий квантовий процесор Nighthawk, який буде доступний користувачам до кінця року. Разом із квантовим програмним забезпеченням він стане основним елементом на шляху до досягнення quantum advantage до кінця 2026 року.
Крім того, компанія анонсувала Quantum Loon — експериментальний процесор, що містить ключові компоненти для відмовостійких квантових систем і вирішує значні технологічні виклики в цій галузі.
У межах інших анонсів IBM презентувала нове квантове програмне забезпечення, яке забезпечує підвищення точності схем на понад 100 кубітах на 24% та знижує вартість отримання точних результатів більш ніж у 100 разів.
Також компанія оголосила про 10-кратне прискорення процесу декодування квантових помилок, що стало можливим на рік раніше запланованого терміну.
IBM працює з Algorithmiq, Flatiron Institute і BlueQubit для створення відкритої системи фіксації експериментальних підтверджень заяв про квантову перевагу. Очікується, що перші підтвердження будуть зафіксовані в 2026 році.
Джей Гамбетта, дослідник IBM, зазначив, що для створення по-справжньому корисних квантових обчислень потрібна ціла низка складових, і IBM є єдиною компанією, яка здатна швидко масштабувати квантове програмне забезпечення, апаратне забезпечення, виробництво та корекцію помилок, що відкриває шлях до трансформаційних застосувань.
Покоління Nighthawks
На конференції в Атланті IBM презентувала процесор Nighthawk, який містить 120 надпровідних кубітів, з’єднаних 218 настроюваними куплерами. Це на 20% більше, ніж у попередньої моделі Quantum Heron. Завдяки збільшеній зв’язності, система здатна запускати схеми більшої складності при збереженні низького рівня помилок.
Nighthawk є першим з чотирьох поколінь, які IBM планує випускати протягом наступних 4 років. Наступна версія, що має вийти в кінці 2026 року, надасть 7500 вентилів, а до 2028 року система Nighthawk буде містити до 15 000 двокубітних вентилів і понад 1000 з’єднаних кубітів, розширених за допомогою довготривалих куплерів, що були продемонстровані IBM торік.
Процесор Loon
Процесор Loon є важливим етапом на шляху до створення масштабованої та відмовостійкої квантової системи Starling. Він має кілька високоякісних і маловтратних маршрутизувальних шарів для довгих внутрішньокристальних з’єднань, що дають змогу поєднувати віддалені кубіти на одному чипі. Також він має механізми для скидання кубітів між обчисленнями.
IBM продовжує працювати з AMD для розробки технології декодування квантових помилок в реальному часі за допомогою qLDPC (quantum low-density parity check). Цей алгоритм забезпечує декодування помилок менш ніж за 480 наносекунд.
Прогрес у виробництві та розробках
Виробництво квантових чипів IBM буде здійснюватися на фабриці Albany NanoTech Complex, що дозволить збільшити щільність і продуктивність кубітів, а також удвічі прискорити R&D, скоротивши час на створення нових процесорів.
Також IBM досягла 10-кратного зростання складності чипів, що дозволяє більш ефективно використовувати ресурси для подальших розробок.
Майбутні удосконалення в Qiskit
IBM продовжує удосконалювати свій open source SDK для квантових систем — Qiskit. Компанія планує масштабувати динамічні можливості схем, що забезпечать 24% приросту точності, а також впроваджувати нову модель виконання, яка знизить вартість отримання точних результатів більш ніж у 100 разів.
До 2027 року IBM планує додати обчислювальні бібліотеки для машинного навчання та оптимізації до Qiskit, що дозволить розробникам програмувати квантові системи в своїх HPC-середовищах за допомогою C++ інтерфейсу.
Залишити коментар