IBM podejmuje odważne posunięcia w wyścigu o stworzenie praktycznych komputerów kwantowych, podążając wyjątkową ścieżką w porównaniu z konkurentami takimi jak Google. Firma zaprezentowała niedawno dwa zaawansowane komputery kwantowe – Nighthawk i Loon – zaprojektowane w celu przezwyciężenia kluczowych ograniczeń istniejących technologii kwantowych.
Te nowe systemy stanowią znaczący krok w kierunku modułowości. W przeciwieństwie do konkurentów, którzy skupiają się na budowaniu coraz większych jednostek, IBM składa komputery kwantowe z połączonych ze sobą modułów. Podejście to opiera się na możliwości efektywnego łączenia kubitów nadprzewodzących – podstawowych elementów obliczeń kwantowych – zarówno w obrębie tych modułów, jak i pomiędzy nimi. Początkowo niektórzy eksperci wątpili w praktyczność tak skomplikowanych połączeń. Teraz IBM próbuje udowodnić, że się mylą.
Loon wyróżnia się rewolucyjną zdolnością „przebijania się przez płaszczyznę” komunikacji. Każdy kubit w Loon jest połączony z sześcioma innymi, dzięki czemu połączenia rozciągają się nie tylko poziomo w całym chipie, ale także w pionie – osiągnięcie nieporównywalne z żadnym innym nadprzewodzącym komputerem kwantowym. Z drugiej strony Nighthawk ma poczwórne sprzężenie kubitów.
Ulepszona komunikacja oferuje ogromny potencjał pokonania dwóch głównych przeszkód stojących przed nowoczesnymi komputerami kwantowymi: ograniczonej mocy obliczeniowej i nieodłącznej omylności. Wstępne testy Nighthawka wskazują, że jest on w stanie przetwarzać obliczenia o 30% bardziej złożone niż najpopularniejszy komputer kwantowy IBM. Ten wzrost złożoności może otworzyć szeroką gamę zastosowań obliczeń kwantowych, kontynuując początkowy postęp w takich obszarach jak chemia.
IBM promuje także unikalną metodę tworzenia „kubitów logicznych” — grup fizycznych kubitów, które działają jako pojedyncze, wolne od błędów jednostki. W przeciwieństwie do konkurentów korzystających z większych grup, podejście IBM opiera się na mniejszych grupach. Strategia ta mogłaby umożliwić praktycznie bezbłędne obliczenia bez konieczności stosowania milionów pojedynczych kubitów – co wiąże się ze znacznymi kosztami i testami inżynieryjnymi. Zależy to jednak od samego połączenia, jakie wykazują Nighthawk i Loon.
Stephen Bartlett, ekspert w dziedzinie obliczeń kwantowych na Uniwersytecie w Sydney, przyznaje, że potrzebne są dalsze testy, ale z zadowoleniem przyjmuje zwiększenie łączności kubitów jako „znaczący krok naprzód” w kierunku naprawdę potężnych komputerów kwantowych. Chociaż ta technologia modułowa jest wciąż w powijakach, stanowi obiecującą drogę do skalowania technologii kwantowej.
Przed IBM stoi szereg wyzwań inżynieryjnych i fizycznych. Należą do nich optymalizacja odczytu wyników obliczeń i zwiększenie czasu koherencji – czasu, podczas którego kubity utrzymują swój delikatny stan kwantowy, na który może wpływać zwiększająca się liczba połączeń. Firma bada również metody resetowania określonych kubitów podczas obliczeń.
Patrząc w przyszłość, IBM planuje wypuszczenie w 2026 roku w pełni modułowego komputera kwantowego, zdolnego do przechowywania i przetwarzania informacji. Ten ambitny projekt będzie opierał się na wiedzy zdobytej podczas testowania i rozwoju Nighthawk i Loon.
