IBM объявила на Конференции разработчиков квантовых технологий 2025 года в среду, что ожидает достижения квантового преимущества к 2026 году, при этом нацеливаясь на полноценные устойчивые к ошибкам квантовые вычисления к 2029 году.

Компания подтвердила, что ее процессор Nighthawk, чип с крупными архитектурными обновлениями, начнет поступать к пользователям в этом году.

Джей Гамбетта, который руководит IBM Research в качестве директора и также носит титул IBM Fellow, сказал: «Мы верим, что IBM — единственная компания, которая может быстро изобретать и масштабировать квантовое программное обеспечение, оборудование, производство и коррекцию ошибок для раскрытия трансформационных приложений». Джей добавил, что компания сегодня объявляет о нескольких критически важных вехах на своем дорожном маршруте.

Nighthawk, теперь раскрытый как самый продвинутый чип IBM, построен с 120 кубитами и использует 218 настраиваемых соединителей, чтобы связать каждый кубит с его четырьмя ближайшими соседями. Это на 20% больше по количеству соединителей по сравнению с процессором Heron, согласно официальному пресс-релизу, выпущенному IBM.

Исследователь IBM держит чип IBM Quantum Nighthawk (Кредит: IBM)

Новая установка позволяет исследователям запускать на 30% более сложные цепи, сохраняя низкие уровни ошибок, что является ключевым требованием для выполнения до 5,000 двухкубитных ворот в одной задаче.

IBM нацелена на 15,000 двухкубитных ворот к 2028 году

Поставки Nighthawk начнутся до конца 2025 года. Но этот чип - лишь начало. IBM планирует еще больше увеличить производительность. К концу 2026 года она ожидает увеличить емкость до 7,500 ворот, увеличившись до 10,000 в 2027 году и 15,000 в 2028 году.

Эти будущие версии интегрируют более 1,000 связанных кубитов с помощью дальнобойных соединителей, система, протестированная в прошлом году на внутренних экспериментальных процессорах.

Создавая эту инфраструктуру, IBM стремится к валидации на основе сообщества. Она запустила трекер квантового преимущества, разработанный с помощью Algorithmiq, Flatiron Institute и BlueQubit, чтобы измерять и проверять прогресс в реальном времени.

Трекер уже включает три эксперимента, тестирующих квантовое преимущество в наблюдаемой оценке, вариационных алгоритмах и классически проверяемых задачах.

Исследователь IBM держит пластину IBM Quantum Nighthawk 300 мм (Кредит: IBM)

Сабрина Манискалько, генеральный директор и соучредитель Algorithmiq, сказала: «Модель, которую мы разработали, исследует режимы настолько сложные, что она ставит под сомнение все современные классические методы, протестированные на сегодняшний день».

Она сказала, что ранние результаты выглядят многообещающими, Flatiron Institute подтвердил, что результаты сложно смоделировать на классических системах.

Хайк Тепанян, соучредитель и технический директор BlueQubit, добавил, что его команда сосредоточена на отслеживании квантовых нагрузок, где классические машины уже начинают отставать.

«В ходе нашей работы над пиковыми цепями мы рады помочь формализовать случаи, когда квантовые компьютеры начинают превосходить классические компьютеры на порядки», - сказал он.

Qiskit ускоряет контроль ошибок с помощью C-API и динамических цепей

Чтобы поддержать этот толчок, IBM увеличивает свои программные возможности. Стек Qiskit теперь поддерживает возможности динамических цепей, которые увеличивают точность вывода на 24% при выполнении задач, связанных с более чем 100 кубитами.

Теперь он также поддерживает новую модель выполнения с использованием C-API, позволяя разработчикам интегрироваться с HPC-средами и использовать их для снижения затрат на коррекцию ошибок более чем в 100 раз.

IBM также выпускает интерфейс C++ для Qiskit, чтобы пользователи могли запускать квантовые нагрузки внутри существующих систем высокопроизводительных вычислений.

Компания заявила, что к 2027 году стек Qiskit добавит вычислительные библиотеки, сосредоточенные на машинном обучении и оптимизации. Эти инструменты помогут решить задачи в области физики и химии, такие как дифференциальные уравнения и симуляции Гамильтониана.

Компания также раскрыла, что активно работает над квантовыми вычислениями с устойчивостью к ошибкам параллельно. Ее новый процессор Loon, который также был анонсирован во время мероприятия, включает все компоненты, необходимые для демонстрации эффективной, масштабируемой коррекции квантовых ошибок.

Чип IBM Quantum Loon (Кредит: IBM)

Это включает многослойную маршрутизацию, которая связывает кубиты на более длинные расстояния с помощью «c-couplers» и позволяет сбрасывать кубиты между операциями на одном чипе.

Чтобы дополнить это, IBM подтвердила, что теперь может декодировать квантовые ошибки за менее чем 480 наносекунд, используя коды qLDPC, полностью работающие на классическом оборудовании. Это инженерное достижение произошло на целый год раньше срока.

Вместе с Loon это закладывает основу для масштабирования qLDPC на быстрых, высококачественных системах сверхпроводящих кубитов, тех же кубитов, что используются во всех аппаратных средствах IBM.

Производство пластин квантового процессора IBM теперь перенесено на завод по производству 300 мм в Albany NanoTech Complex в Нью-Йорке. Этот переход позволяет ускорить итерацию чипов и повысить их сложность.

IBM заявила, что уже сократила время разработки вдвое и увеличила сложность своих квантовых чипов в десять раз, используя новое оборудование.

Теперь также возможно одновременно исследовать несколько дизайнов процессоров, что помогает продвигать как платформы Nighthawk, так и Loon вперед, согласно пресс-релизу.

Если вы читаете это, вы уже впереди. Оставайтесь на этом уровне с нашим информационным бюллетенем.