Квантовые вычисления-одна из тех технологий, где реальные приложения всегда, кажется, находятся прямо над горизонтом. Следующая большая вещь объявлена, прежде чем быстро стать забытой статьей из вчерашних новостей, и мир движется дальше и забывает о квантовых вычислениях. До следующего раза. Однако за кулисами эти прорывы не забываются, и, согласно IBM, теперь есть четкая дорожная карта для создания практического и устойчивого к квантовому компьютеру. IBM, одно из самых важных имен в истории компьютера, говорит, что его квантовый компьютер Starling будет работать к 2029 году, и они ожидают, что он выполнит в 20 000 раз больше операций, чем текущие квантовые компьютеры.
Чтобы понять, как это увеличение сравнивается с традиционными компьютерами, мы можем изучить еще одну статистику IBM Starling. Моделирование вычислительного состояния старога потребует воспоминания о ошеломляющем зажигании суперкомпьютеров мира (за ним 10 с последующим 48 нулей!). Возможно, «поразительный» был бы более подходящим именем. По словам генерального директора IBM Арвинда Кришны, «IBM вмещает следующую границу в квантовых вычислениях». Тем не менее, только время покажет, является ли это реальный прорыв, который, наконец, увидит квантовые вычисления, возникнув в горизонте и в реальных приложениях. Давайте внимательно посмотрим на квантовую дорожную карту IBM и маршрут к практическому, устойчивому и масштабируемому квантовому компьютеру.
Дорожная карта квантовой вычислительной работы IBM
Квантовой компьютер Starling является одной из главных целей дорожной карты IBM. Система в настоящее время строится на объекте IBM в Покипси, штат Нью -Йорк. Ожидается, что крупномасштабный компьютер, устойчивый к неисправности, способен выполнять 100 миллионов квантовых операций с использованием 200 логических кубитов. Чтобы достичь этого, IBM установила серию целей, начиная с 2025 года с доставкой серии квантовых и высокопроизводительных вычислительных инструментов (HPC), которые будут работать на новом квантовом процессоре под названием Nighthawk. К 2026 году IBM стремится включить первый экземпляр «квантового преимущества» с использованием гибридного компьютера Quantum/HPC (квантовое преимущество — это широкий термин, который определяет точку, где квантовые компьютеры превосходят классические компьютеры.)
Основная цель на 2027 и 2028 гг. — улучшить качество цепи до 15 000 ворот и для того, чтобы развитие продолжилось с амбициями по доставке Старлинга к 2029 году. Однако это не конец дорожной карты компании. Старлинг должен стать основой для следующего шага — IBM Quantum Blue Jay — машина, которая, как ожидается, сможет выполнить миллиард квантовых операций более 2000 логических кубитов. Ожидается, что это произойдет с 2033 года. Это смелые цели — но чтобы понять, что они имеют в виду, это помогает сделать шаг назад и посмотреть, как на самом деле работает квантовые вычисления. Что именно такое кубит, и почему он так отличается от битов, которые мы знаем?
Основы квантовых вычислений
Вам не нужно быть физиком или математиком, чтобы понять квантовые вычисления, но это, безусловно, помогает. Однако давайте посмотрим, сможем ли мы разбить основы квантовых вычислений на простые термины. Традиционные компьютеры — это цифровые машины, где «бит» представлен одним из двух состояний — это может быть либо одним, либо ноль. Квантовые компьютеры используют кубиты, которые также могут быть одним или нулевым — но с поворотом. Благодаря собственности под названием Superposition, кубит может быть одновременно. Кроме того, кубиты могут запутаться, что означает, что состояние одного кубита связано с состоянием другого. (Лучше всего не спрашивать, почему — это всего лишь одна из этих странных квантовых вещей.) Хотя это может показаться абстрактным, все становится интересным, когда кубиты работают вместе.
Когда кубиты запутаются, информация, которую они могут удержать, растет в геометрической прогрессии. Например, два кубита могут представлять четыре разных комбинации одновременно, три кубита могут представлять восемь и т. Д. К тому времени, когда у вас есть 100 кубитов, число является астрономическим, и это то, что делает квантовые компьютеры такими мощными и невероятно быстрыми. Хотя вы вряд ли будете торопиться, чтобы купить новейший iPhone QBIT в ближайшее время, IBM ожидает, что реальные приложения такой мощности обработки включают в себя достижения в «Разработке лекарств, обнаружении материалов, химии и оптимизации».
