IBM разработала квантовый чип на 1000 кубитов

Компания IBM представила чип под названием Condor, который содержит 1121 сверхпроводящий кубит. Компания также представила чип Heron, который имеет 133 кубита, но рекордно низкую частоту ошибок — в три раза ниже, чем у предыдущего квантового процессора IBM.
IBM разработала квантовый чип на 1000 кубитов
Экспериментальный квантовый компьютер IBM. IBM newsroom

IBM представила первый квантовый компьютер с более чем 1000 кубитами — эквивалентом цифровых битов в обычном компьютере. Но компания заявляет, что теперь сосредоточится на том, чтобы сделать свои машины более устойчивыми к ошибкам.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В течение многих лет IBM следовала дорожной карте квантовых вычислений, которая ежегодно удваивала количество кубитов. Чип под названием Condor, представленный 4 декабря, содержит 1121 сверхпроводящий кубит, расположенных в виде сот. Он является продолжением других рекордных машин компании с «птичьими» названиями, включая 127-кубитный чип в 2021 году и 433-кубитный чип в прошлом году.

Квантовое будущее

Квантовый чип Heron 133 quibits
Квантовый чип Heron 133 quibits
IBM
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Квантовые компьютеры могут выполнять определенные вычисления, которые недоступны классическим компьютерам. Они сделают это, используя уникальные квантовые явления, такие как запутанность и суперпозиция, которые позволяют нескольким кубитам находиться в коллективных состояниях одновременно.

Но эти квантовые состояния неустойчивы к ошибкам. Физики попытались обойти это, настроив несколько физических кубитов — каждый из которых представляет, скажем, отдельный ион — работать вместе, чтобы получить один информационный или «логический кубит».

В рамках своего нового курса компания также представила чип Heron, который имеет 133 кубита, но с рекордно низкой частотой ошибок — в три раза ниже, чем у ее предыдущего квантового процессора.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Устойчивость к ошибкам

Исследователи считают, что современные методы исправления ошибок потребуют более 1000 физических кубитов для каждого логического кубита. Тогда машине, способной выполнять полезные вычисления, потребуются миллионы физических кубитов.

Но в последние месяцы физики предложили новую схему исправления ошибок: так называемую квантовую проверку четности с низкой плотностью (qLDPC). Согласно препринту исследователей IBM, компания обещает сократить это число в 10 и более раз. Тогда на один «логический кубит» будет приходиться 100 физических.

Препринт IBM — это «отличная теоретическая работа», говорит Михаил Лукин, физик из Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс. — «При этом реализация этого подхода со сверхпроводящими кубитами кажется чрезвычайно сложной задачей, и, вероятно, пройдут годы, прежде чем на этой платформе можно будет провести хотя бы эксперимент по проверке концепции». Лукин и его коллеги провели исследование о перспективе реализации qLDPC с использованием отдельных атомов вместо сверхпроводящих петель.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
1980-ые годы. Компьютер IBM PC. С тех пор прошло 40 лет. Сегодня IBM делает новый шаг в будущее
1980-ые годы. Компьютер IBM PC. С тех пор прошло 40 лет. Сегодня IBM делает новый шаг в будущее
Unsplash

Но IBM не теряет оптимизма. Новая дорожная карта IBM по квантовым исследованиям, предполагает, что к концу десятилетия компания достигнет полезных вычислений, таких как моделирование работы молекул-катализаторов. «Это всегда была мечта, и это всегда была далекая мечта», — говорит физик Оливер Дайал. — «На самом деле, то, что мы подошли настолько близко, чтобы мы увидеть путь, который к ней ведет, для меня огромной прорыв».