IBM досягла ключового прориву в квантових обчисленнях: успішно з'єднала та охолодила два кріогенні модулі, мета — представити перший у світі квантовий комп'ютер з виправленням помилок до 2029 року

За даними додатку Zhihui Finance APP, IBM (IBM.US) у середу оголосила, що успішно з'єднала два кріогенні модулі та охолодила їх до одного робочого середовища, завершивши початкові тести. Компанія зазначає, що ця модульна архітектура має на меті розширення до спільної системи наднизьких температур, яка поєднуватиме сотні квантових чіпів, і є ключовим кроком до запуску IBM Quantum Starling у 2029 році. IBM очікує, що Quantum Starling стане першою у світі стійкою до помилок квантовою обчислювальною машиною і інтегрує досягнення у сфері виправлення помилок, розробки процесорів, декодування та системної інженерії.

IBM повідомила, що перші два робочі модулі у сумі мають висоту понад 8 футів і ширину понад 8 футів. Початкові тести показали, що ці два модулі можуть бути разом охолоджені до 4 Кельвінів, тобто температури рідкого гелію, менш ніж за 5 днів, і невдовзі після цього досягнути фінальної температури нижче 15 міліКельвінів.

У порівнянні з найпоширенішими квантовими системами IBM, вакуумний кожух кожного модуля забезпечує до 12 разів більше простору для розведення дротів. IBM відзначає, що це підтримує більше з'єднань між чіпами всередині модуля і між модулями, створюючи апаратну основу для масштабнішого квантового обчислення.

Нова архітектура і технологія з'єднання L-coupler

У цій розробці IBM застосувала новий коробоподібний дизайн, який дозволяє щільно розміщувати модулі, використовуючи більший простір для дротів, і безпосередньо з'єднувати квантові процесори за допомогою технології IBM "L-coupler". L-coupler слугує для під'єднання різних квантових чіпів, що дозволяє їм обмінюватися інформацією, взаємодіяти та працювати як частина масштабнішого квантового комп'ютера.

Відповідно до дорожньої карти IBM Quantum, компанія планує до 2027 року використати L-coupler для з'єднання кількох процесорів у масштабніший квантовий комп'ютер принаймні зі 1000 програмованих кубітів. Програмовані кубіти – це ті, що безпосередньо залучаються до виконання обчислень. Для досягнення цієї мети IBM планує пізніше цього року встановити процесор IBM Quantum Nighthawk у кріогенні модулі для розширення тестування продуктивності. Коли буде доставлено Quantum Starling, IBM розраховує, що кожен кріогенний модуль вміщуватиме тисячі кубітів.

Минулого року IBM анонсувала проект Starling та впровадила новий код виправлення помилок, який суттєво зменшує необхідний обсяг фізичних ресурсів для забезпечення стійкості до помилок. Слідом за цим компанія продемонструвала основні апаратні компоненти і досягла прориву в ефективному декодуванні виправлення помилок.

Директор дослідницького інституту IBM, IBM Fellow Jay Gambetta, заявив: “Надання стійкого до помилок квантового комп’ютера різним галузям залежить від низки фундаментальних досягнень. Успішне з'єднання та запуск цих кріогенних модулів є важливим кроком у цьому напрямку і разом із постійними інноваціями у квантовому обладнанні, програмному забезпеченні та алгоритмах прискорить наш прогрес.”

IBM також зазначила, що нові масштабовані кріогенні модулі повинні пришвидшити темпи інновацій. Наприклад, три основні компоненти середовища IBM Quantum System Two вже інтегровані в нову архітектуру, але новий дизайн дозволяє кожній частині проходити окреме тестування, вдосконалення та швидкі ітерації.

Що стосується ринку, ціна акцій IBM у середу зросла приблизно на 2%. Компанія вважає, що поставка цих кріогенних квантових модулів додатково підтверджує її послідовний рух згідно з квантовою дорожньою картою та розв’язала ще одну основну перешкоду для наближення епохи стійких до помилок квантових обчислень.