IBM на пути к квантовому превосходству: новые процессоры и технологии для отказоустойчивых вычислений

Компания IBM анонсировала новый процессор и опытный чип для вычислений с высокой отказоустойчивостью. Также были озвучены амбициозные планы по достижению квантового превосходства к 2026 году.

«Для того чтобы квантовые вычисления стали по-настоящему полезными, необходимо решить множество основополагающих задач. Мы уверены, что только IBM обладает всеми ресурсами для параллельного развития и масштабирования квантовых технологий — от аппаратного и программного обеспечения до процессов производства и коррекции ошибок», — отметил директор IBM Research Джей Гамбетта.

Согласно информации от команды разработчиков, новый процессор Nighthawk является самым совершенным квантовым процессором на сегодняшний день. Ключевые характеристики включают:

IBM прогнозирует, что производительность Nighthawk будет стабильно увеличиваться: к концу 2026 года процессоры смогут выполнять до 7500 квантовых операций, в 2027 году — до 10 000, а к 2028 году — до 15 000 операций.

Первые экземпляры Nighthawk поступят в коммерческую продажу к концу 2025 года.

Кроме того, обновление коснулось ведущего программного обеспечения Qiskit. В новой версии разработчики получили более широкий контроль над квантовыми схемами, включая динамические контуры, что повысило точность вычислений на 24% при работе с более чем 100 кубитами.

IBM внедрила усовершенствованную систему выполнения задач и C-API, что, в сочетании с HPC-ускорением, позволило снизить затраты на обработку квантовых ошибок более чем в 100 раз, при этом сохранив высокую точность результатов.

К 2027 году компания планирует внедрить вычислительные библиотеки для машинного обучения и оптимизации, чтобы помочь исследователям моделировать физические и химические системы.

IBM также представила Loon — экспериментальный процессор, который включает ключевые аппаратные компоненты для отказоустойчивых квантовых вычислений. Эти системы могут обнаруживать и исправлять сбои в реальном времени.

По словам разработчиков, удалось достичь десятикратного ускорения в коррекции ошибок, научившись выполнять эту операцию за менее чем 480 наносекунд, что произошло на год раньше запланированного срока.

Переведя производство на новую фабрику в Нью-Йорке, IBM смогла удвоить скорость разработки чипов, как указано в пресс-релизе.

Компания уверена, что эти успехи обозначают постоянный прогресс в создании масштабируемых квантовых систем и формируют базу для практического использования квантовых вычислений в ближайшем будущем.

IBM планирует представить первый в мире крупномасштабный отказоустойчивый квантовый компьютер к 2029 году.

Ранее о достижении «возможного квантового превосходства» с использованием нового алгоритма Quantum Echoes сообщила корпорация Google.

Разработка квантовых компьютеров все еще находится на начальной стадии. Для взлома эллиптической криптографии биткоина потребовалась бы система на базе примерно 2000 логических кубитов.

Учитывая необходимость коррекции ошибок, это будет эквивалентно десяткам миллионов физических кубитов.

Для сравнения: новый процессор Quantum Nighthawk от IBM имеет 120 кубитов и нацелен на выполнение сложных вычислений с низкой вероятностью ошибок. В настоящее время его возможности все еще значительно ниже необходимых для взлома криптографии первой криптовалюты.

Тем не менее, способность квантовых компьютеров расколоти шифрование активов, основанных на механизме консенсуса Proof-of-Work, стала одной из самых горячих тем в криптоиндустрии.

Согласно прогнозам проекта Quantum Doomsday Clock, квантовые вычисления могут представлять реальную угрозу уже через два года. Однако многие ученые не согласны с этой точкой зрения.

Например, профессор Мичиганского университета Кристофер Пейкерт считает, что в ближайшем будущем серьезной угрозы не предвидится.

Некоторые эксперты призывают действовать уже сейчас, в их числе основатель фонда Capriole Чарльз Эдвардс.

«Если мы не решим проблему квантовых вычислений в следующем году, золото продолжит опережать биткойн», — утверждал он в октябре.

Отметим, что в июле группа разработчиков нашла способ защитить первую криптовалюту от потенциальных угроз со стороны квантовых компьютеров.