IBM: первая отказоустойчивая квантовая вычислительная система будет введена в эксплуатацию в 2029 году

Подход IBM отличается от подхода Google и AWS, и даже Microsoft. Google в первую очередь использует поверхностный код, который очень надежен, но требует много физических ресурсов, особенно много кубитов для кодирования одного логического кубита. Willow — это квантовый чип, представленный Google в декабре 2024 года, который выполнил тестовый расчет менее чем за 5 минут, на решение которого классическому суперкомпьютеру потребовались бы миллиарды лет. Однако он пока не решает реальных практических задач (пока это только теоретический тест). Большим шагом вперед стало уменьшение ошибок в вычислениях, что является решающим препятствием в квантовых вычислениях.

AWS с помощью чипа Ocelot также решила проблему квантовой коррекции ошибок, обещая 90%-ную экономию накладных расходов, но проект пока остается на экспериментальной стадии, уделяя особое внимание масштабируемым архитектурам и снижению физической сложности схем.

Наконец, Microsoft следует по пути с очень высоким потенциалом, сосредоточившись на физическом открытии новых типов кубитов, чтобы сделать квантовые вычисления действительно осуществимыми. Подход Microsoft с проектом «Majorana» выделяется в ландшафте квантовых вычислений, поскольку он фокусируется на типе топологического кубита, так называемых кубитах Майораны, которые теоретически считаются более стабильными и менее подверженными ошибкам, чем обычные кубиты. С научной точки зрения это самый амбициозный проект, но с технологической точки зрения он отстает от других.

Разница между IBM Quantum Starling и другими касается как цели проектов, так и типа архитектуры и технологического прогресса. «Наш подход — это подход, учитывающий аппаратное обеспечение», — пояснил Чоу, — «BB-коды могут достигать производительности исправления ошибок, сопоставимой или превосходящей поверхностный код, используя гораздо меньше физических кубитов».

10 июня 2025 года IBM представила свой план создания IBM Quantum Starling, изображенного на рисунке.

Исследователь из IBM подтверждает, что ключевая веха намечена на 2029 год, но это не будет закрытый процесс: технологические шаги будут открыты с четкой целью — отказоустойчивый квантовый компьютер, способный выполнять 100 миллионов логических операций на 200 логических кубитах. Чтобы понять влияние, просто подумайте, что такая система могла бы решать проблемы, которые не могут быть решены с помощью современных суперкомпьютеров, например, при моделировании сложных химических реакций или при проектировании новых материалов. План основан на новой дорожной карте, опубликованной IBM, и на трех новых процессорах. Quantum Loon (2025) будет использоваться для тестирования компонентов архитектуры, в частности «c-couplers», соединителей, которые обеспечивают взаимодействие на большом расстоянии между кубитами на одном чипе. Quantum Kookaburra (2026) станет первым модульным процессором, способным объединить квантовую память и вычислительную логику с целью сделать отказоустойчивость масштабируемой. Quantum Cockatoo (2027) вместо этого соединит два модуля Kookaburra через «L-coupler», решение, разработанное для того, чтобы избежать монолитных чипов и создать распределенную архитектуру. Кульминацией этого пути станет Starling в 2029 году.