أعلنت IBM خلال مؤتمر مطوري الكوانتم 2025 يوم الأربعاء أنها تتوقع الوصول إلى ميزة الكم بحلول عام 2026، مع استهداف الحوسبة الكمية المقاومة للأخطاء على نطاق كامل بحلول عام 2029.

أكدت الشركة أن معالج Nighthawk الخاص بها، وهو شريحة تحتوي على ترقيات معمارية رئيسية، سيبدأ في الوصول إلى المستخدمين هذا العام.

جاي غامبيتا، الذي يقود أبحاث IBM كمدير ويشغل أيضًا لقب زميل IBM، قال: “نعتقد أن IBM هي الشركة الوحيدة التي تتمتع بالقدرة على ابتكار وتوسيع البرمجيات الكمية، والأجهزة، والتصنيع، وتصحيح الأخطاء بسرعة لفتح تطبيقات تحويلية.” وأضاف جاي أن الشركة تعلن عن عدة معالم حاسمة في خارطة طريقها اليوم.

تُعد Nighthawk، التي تم الكشف عنها الآن باعتبارها أكثر شريحة متقدمة من IBM حتى الآن، مبنية على 120 كيوبت وتستخدم 218 اقترانًا/مكثِّفًا قابلًا للضبط لربط كل كيوبت بجيرانه الأربعة الأقرب. ويمثل ذلك زيادة قدرها 20% في عدد الاقترانات مقارنةً بمعالج Heron، وفقًا لبيان صحفي رسمي صادر عن IBM.

باحث من IBM يحمل شريحة IBM Quantum Nighthawk (المصدر: IBM)

يتيح الإعداد الجديد للباحثين تشغيل دوائر أكثر تعقيدًا بنسبة 30% مع الحفاظ على معدلات الأخطاء منخفضة؛ وهذا شرط حاسم لتنفيذ ما يصل إلى 5,000 بوابة ثنائية الكيوبت ضمن مهمة واحدة.

تستهدف IBM تنفيذ 15,000 بوابة ثنائية الكيوبت بحلول عام 2028

ستبدأ شحنات Nighthawk قبل نهاية عام 2025. لكن هذه الشريحة ليست سوى البداية. تخطط IBM لدفع الأداء إلى أبعد من ذلك. وبحلول نهاية عام 2026، تتوقع زيادة السعة إلى 7,500 بوابة، على أن تقفز إلى 10,000 في 2027، و15,000 في 2028.

ستدمج إصداراتها المستقبلية أكثر من 1,000 كيوبت متصل عبر اقترانات بعيدة المدى، وهي منظومة تم اختبارها العام الماضي على معالجات/أجهزة تجريبية داخلية.

ومع بناء هذا المسار/الخط، تدفع IBM نحو التحقق بدافع من المجتمع. فقد أطلقت مُتتبع/مؤشر “تفوق الكم” (quantum advantage tracker)، تم تطويره بمساعدة من Algorithmiq وFlatiron Institute وBlueQubit، لقياس التقدم والتحقق منه في الوقت الفعلي.

يتضمن المؤشر/المتتبع في الوقت الحالي ثلاثة تجارب تختبر تفوق الكم في تقدير المتغيرات/القياسات القابلة للرصد (observable estimation)، والخوارزميات التغايرية (variational algorithms)، والمشكلات التي يمكن التحقق منها كلاسيكيًا.

باحث من IBM يحمل رقاقة IBM Quantum Nighthawk بقطر 300 مم (المصدر: IBM)

قالت سابرينا مانيسكالكو، الرئيسة التنفيذية والمؤسسة المشاركة لشركة Algorithmiq: “إن النموذج الذي صممناه يستكشف أنظمة/أوضاعًا شديدة التعقيد لدرجة أنه يتحدى جميع أساليب الحالة الراهنة (state-of-the-art) الكلاسيكية التي تم اختبارها حتى الآن.”

قالت إن النتائج المبكرة تبدو واعدة، حيث أكدت مؤسسة Flatiron أن النتائج من الصعب محاكاتها على الأنظمة الكلاسيكية.

أضاف هايك تيبانيان، المؤسس المشارك والمدير التقني في BlueQubit، أن فريقه يركز على تتبع أحمال/مهام الكم حيث بدأت الآلات الكلاسيكية تتخلف عنها.

“ومن خلال عملنا على الدوائر المتكئة/المبلغمة (peaked)، يسعدنا أن نساهم في توثيق حالات تتفوق فيها الحواسيب الكمية على الحواسيب الكلاسيكية بفوارق بمقادير تتجاوز مرات كثيرة”، قال.

تعزز Qiskit التحكم في الأخطاء عبر C-API وبوابات/دوائر ديناميكية

ولتفيد هذا الدفع، تعمل IBM على توسيع نطاق برامجها. باتت منصة Qiskit الآن تدعم قدرات الدوائر الديناميكية التي ترفع دقة المخرجات بنسبة 24% في الوظائف/المهام التي تتضمن 100+ كيوبت.

كما تدعم الآن نموذج تنفيذ جديدًا باستخدام C-API، ما يتيح للمطورين التكامل مع بيئات HPC واستخدامه لتقليل تكاليف تصحيح الأخطاء بأكثر من 100 مرة.

تقوم IBM أيضًا بإصدار واجهة C++ لـ Qiskit حتى يتمكن المستخدمون من تشغيل أحمال/مهام الكم داخل أنظمة الحوسبة عالية الأداء القائمة.

ذكرت الشركة أنه بحلول عام 2027، ستضيف منصة Qiskit مكتبات حوسبة تركز على التعلم الآلي والتحسين. وستساعد هذه الأدوات في معالجة مشكلات الفيزياء والكيمياء مثل المعادلات التفاضلية ومحاكاة هاميلتونيان.

كما كشفت الشركة أنها تعمل بنشاط على مسار موازٍ نحو الحوسبة الكمية المتسامحة مع الأعطال. ويتضمن معالجها الجديد Loon، الذي تم الإعلان عنه أيضًا خلال الفعالية، جميع المكونات اللازمة لإظهار تصحيح أخطاء الكم بكفاءة وقابلية للتوسع.

شريحة IBM Quantum Loon (المصدر: IBM)

يتضمن مسارات/توجيهات متعددة الطبقات تربط الكيوبتات عبر مسافات أطول باستخدام “c-couplers”، ويتيح إعادة تعيين الكيوبتات بين العمليات على الشريحة نفسها.

ولكي تكتمل الصورة، أكدت IBM أنها باتت قادرة الآن على فك أخطاء الكم خلال أقل من 480 نانوثانية باستخدام رموز qLDPC، وتشغيل ذلك بالكامل على عتاد حاسوبي تقليدي. وقد جاء هذا الإنجاز الهندسي قبل عام كامل من الموعد المقرر.

بالتعاون مع Loon، تضع الأساس لتوسيع نطاق qLDPC عبر أنظمة رقائق كم فائقة التماسك عالية الدقة وسريعة فائقة التوصيل الفائق؛ وهي نفس الكيوبتات المستخدمة في كل عتاد IBM.

أُعيد توجيه إنتاج رقائق معالج الكم لدى IBM إلى منشأة تصنيع بقطر 300 مم في مجمع Albany NanoTech في نيويورك. يتيح هذا التحول تكرار/إطلاق الرقائق بشكل أسرع وزيادة مستوى التعقيد.

قالت IBM إنها خفّضت بالفعل مدة التطوير إلى النصف وزادت تعقيد رقائقها الكمية بعشرة أضعاف باستخدام المعدات الجديدة.

كما بات بإمكانها الآن استكشاف تصاميم متعددة للمعالجات في الوقت نفسه، ما يساعد على دفع منصتي Nighthawk وLoon للأمام معًا، وفقًا لبيان صحفي.

إذا كنت تقرأ هذا، فأنت بالفعل في المقدمة. ابقَ هناك مع نشرتنا الإخبارية.