IBM делает смелые шаги в гонке за созданием практичных квантовых компьютеров, выбирая уникальный путь по сравнению с конкурентами, такими как Google. Недавно компания представила два передовых квантовых компьютера – Nighthawk и Loon – разработанных для преодоления основных ограничений существующих квантовых технологий.
Эти новые системы представляют собой значительный шаг в сторону модульности. В отличие от конкурентов, которые сосредоточены на создании все более крупных единиц, IBM собирает квантовые компьютеры из взаимосвязанных модулей. Этот подход основан на способности эффективно соединять сверхпроводящие кубиты – фундаментальные строительные блоки квантовых вычислений – как внутри, так и между этими модулями. Изначально некоторые эксперты сомневались в практичности таких сложных связей. Теперь IBM стремится доказать им обратное.
Loon выделяется своей революционной способностью «прорывать плоскость» связи. Каждый кубит в Loon связан с шестью другими, позволяя соединениям простираться не только горизонтально по чипу, но и вертикально – достижение, не имеющее аналогов ни в одном другом сверхпроводящем квантовом компьютере. Nighthawk, с другой стороны, обладает четырехкратной связью кубитов.
Улучшенная связь открывает огромный потенциал для преодоления двух главных препятствий, стоящих перед современными квантовыми компьютерами: ограниченной вычислительной мощностью и врожденной ошибочностью. Предварительные испытания на Nighthawk указывают на то, что он способен обрабатывать расчеты в 30% более сложных, чем IBM’s самый широко используемый квантовый компьютер. Это увеличение сложности может открыть широкий спектр приложений для квантового вычисления, продолжая начальный прогресс в таких областях, как химия.
IBM также пропагандирует уникальный метод создания «логических кубитов» – групп физических кубитов, которые функционируют как единые безошибочные блоки. В отличие от конкурентов, использующих более крупные группы, подход IBM основан на меньших группах. Эта стратегия может позволить осуществлять практические безошибочные вычисления без необходимости в миллионах отдельных кубитов – значительной стоимости и инженерного испытания. Однако она зависит от самой связи, которую демонстрируют Nighthawk и Loon.
Стивен Бартлетт, эксперт по квантовым вычислениям из Сиднейского университета, признает необходимость дальнейших испытаний, но приветствует увеличение связности кубитов как «значительный шаг вперед» на пути к созданию действительно мощных квантовых компьютеров. Хотя эта модульная технология пока находится в самом начале своего развития, она представляет собой многообещающее направление для масштабирования квантовой технологии.
IBM сталкивается с рядом инженерных и физических задач впереди. К ним относятся оптимизация считывания результатов вычислений и увеличение времени когерентности – длительности, в течение которой кубиты сохраняют свой хрупкий квантовый состояние, которое может быть повлияно увеличением связей. Компания также исследует методы перезагрузки конкретных кубитов во время расчетов.
В будущем IBM планирует запустить полностью модульный квантовый компьютер в 2026 году, способный хранить и обрабатывать информацию. Этот амбициозный проект будет основан на знаниях, полученных в ходе проведения испытаний и разработки Nighthawk и Loon.
