IBM робить сміливі кроки в гонці за створення практичних квантових комп’ютерів, вибираючи унікальний шлях порівняно з такими конкурентами, як Google. Нещодавно компанія представила два вдосконалених квантових комп’ютери – Nighthawk і Loon – призначені для подолання основних обмежень існуючих квантових технологій.
Ці нові системи являють собою значний крок до модульності. На відміну від конкурентів, які зосереджені на створенні все більших блоків, IBM збирає квантові комп’ютери з взаємопов’язаних модулів. Цей підхід ґрунтується на здатності ефективного з’єднання надпровідних кубітів — фундаментальних будівельних блоків квантових обчислень — як у цих модулях, так і між ними. Спочатку деякі експерти сумнівалися в практичності таких складних з’єднань. Тепер IBM намагається довести, що вони неправі.
Loon виділяється своєю революційною здатністю «пробити площину» комунікацій. Кожен кубіт у Loon з’єднаний із шістьма іншими, дозволяючи з’єднанням простягатися не лише горизонтально через чіп, а й вертикально — досягнення, яке не має собі рівних жодний інший надпровідний квантовий комп’ютер. Nighthawk, з іншого боку, має чотирикубітний зв’язок.
Покращений зв’язок пропонує величезний потенціал для подолання двох основних перешкод, з якими стикаються сучасні квантові комп’ютери: обмежена обчислювальна потужність і властива помилковість. Попередні випробування Nighthawk показують, що він здатний обробляти обчислення на 30% складніші, ніж найпоширеніший квантовий комп’ютер IBM. Це підвищення складності може відкрити широкий спектр застосувань для квантових обчислень, продовжуючи початковий прогрес у таких сферах, як хімія.
IBM також просуває унікальний метод створення «логічних кубітів» — груп фізичних кубітів, які функціонують як єдині блоки без помилок. На відміну від конкурентів, які використовують більші групи, підхід IBM базується на менших групах. Ця стратегія може забезпечити практично безпомилкові обчислення без потреби в мільйонах окремих кубітів — значні витрати та інженерне тестування. Однак це залежить від самого зв’язку, який демонструють Nighthawk і Loon.
Стівен Бартлетт, експерт з квантових обчислень з Університету Сіднея, визнає необхідність подальшого тестування, але вітає збільшення підключення кубітів як «значний крок вперед» до справді потужних квантових комп’ютерів. Хоча ця модульна технологія все ще знаходиться в зародковому стані, вона представляє перспективний шлях для масштабування квантової технології.
Попереду перед IBM постає низка інженерних і фізичних проблем. Вони включають оптимізацію зчитування обчислювальних результатів і збільшення часу когерентності – тривалості, протягом якої кубіти зберігають свій крихкий квантовий стан, на який може вплинути збільшення зв’язків. Компанія також вивчає методи скидання конкретних кубітів під час обчислень.
У майбутньому IBM планує випустити повністю модульний квантовий комп’ютер у 2026 році, здатний зберігати та обробляти інформацію. Цей амбітний проект спиратиметься на знання, отримані під час тестування та розробки Nighthawk і Loon.
