IBM иска да изгради квантов компютър с капацитет от 100 000 кубита

Квантовото изчисление запазва и обработва информацията по начин, който използва уникалните свойства на фундаменталните частици: електрони, атоми и малки частици могат да съществуват в множество енергийни състояния едновременно, феномен, известен като суперпозиция, и състоянията на частиците могат да се свържат или заплитат, един с друг. Това означава, че информацията може да бъде кодирана и манипулирана по нови начини, отваряйки вратата към набор от компютърни задачи, които традиционно са невъзможни.

Досега квантовите компютри не са постигнали нищо полезно, което суперкомпютрите да не могат. Това до голяма степен се дължи на факта, че те не разполагат с достатъчно кубити и защото системите лесно се прекъсват от малки смущения в тяхната среда, които физиците наричат ​​шум.

Изследователите проучват начини да се справят с шумни системи, но мнозина очакват, че квантовите системи ще трябва да се мащабират експоненциално, за да бъдат наистина полезни, така че да могат да отделят голяма част от своите кубити за коригиране на грешки, причинени от шум.

IBM не е първата, която се стреми към големи успехи. Google каза, че е насочена към 1 милион кубита до края на десетилетието, въпреки че корекцията за грешки означава, че само 10 000 ще бъдат достъпни за акаунти. Базираният в Мериленд IonQ има за цел да има 1024 „логически кубита“, всеки от които ще бъде формиран от верига за коригиране на грешки от 13 физически кубита, и да извършва изчислителни операции до 2028 г. Подобно на Google, базираният в Пало Алто PsiQuantum има за цел да изгради милион -килобайтов квантов компютър, но той не разкри неговия график или изисквания за коригиране на грешки.

Поради тези изисквания, цитирането на редица физически кубити е малко реклама – подробностите за това как са изградени, които влияят на фактори като тяхната устойчивост на шум и лекотата на работа, са много важни. Включените компании обикновено предоставят допълнителни показатели за ефективност, като „квантов размер“ и брой „изчислителни кубити“. През следващото десетилетие напредъкът в коригирането на грешки, производителността на кубитите и софтуерно управляваното „намаляване на грешките“, както и ключовите разлики между различните видове кубити, ще направят тази надпревара особено трудна за следване.

Хардуерно рафиниране

Кубитите на IBM понастоящем са направени от пръстени от свръхпроводящ метал, които следват същите правила като атомите, когато работят при температури на миликелвин, само част от градуса над абсолютната нула. Теоретично тези кубити могат да се изпълняват в голям масив. Но според пътната карта на IBM, квантовите компютри от типа, който прави, могат да мащабират само до 5000 кубита, използвайки настоящата технология. Повечето експерти казват, че това не е достатъчно голямо, за да направи много по отношение на полезна аритметика. За да създадат мощни квантови компютри, инженерите ще трябва да се разширят. Това ще изисква нова технология.