IBM разработала квантовый чип на 1000 кубитов
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.
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
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.
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.
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».