IBM е на прага на квантово предимство

В сегашната контекст на квантовите технологии акцентът не е само върху кубитите, а всъщност върху значителното намаляване на грешките и осигуряването на справедлива проверка на постигнатите резултати. IBM работи активно в тази посока и е на прага да достигне така желания квантов превъзходство.

Компанията планира да пусне на пазара два основни квантови чипа – Nighthawk и Loon, които играят ключова роля в стратегията за постигане на „квантово превъзходство” до края на 2026 година.

Квантовото предимство е термин, който обозначава ситуация, в която квантов компютър успява да реши определен проблем значително по-бързо от най-мощния класически суперкомпютър, с проверими и практически значими резултати.

Фокусът на IBM е върху чипа Quantum Nighthawk. До края на 2025 година, партньорите на компанията ще получат версия с 120 кубита и 218 персонализуеми конектора от ново поколение, разпределени в квадратна решетка, в която всеки кубит е свързан с близките си съседи.

Смята се, че тази архитектура ще позволи изпълнение на квантови алгоритми с 30% по-голяма сложност в сравнение с предишните модели, като в същото време ще се поддържат по-ниски нива на грешки и обработка на задачи, изискващи до 5000 двукубитови гейта.

Двукубитовият гейт представлява основна операция, контролираща два кубита едновременно и е от критична важност за настоящите квантови алгоритми.

Вторият чип, IBM Quantum Loon, е по-експериментален и предлага архитектура с вертикални връзки между кубитите, а не само хоризонтални в равнината на кристала. Този триизмерен подход към свързаността осигурява нови възможности за оформление на схемите, което може да намали грешките и да увеличи изчислителната сложност.

IBM акцентира на факта, че и двата подхода – плътната решетка на Nighthawk и триизмерната свързаност на Loon – са насочени към откриването на оптимални решения за постигане на мащабируеми и по-точни квантови изчисления.

Също така, IBM свързва пускането на новите чипове с инициатива за прозрачна проверка на твърденията за квантово превъзходство. Компанията обяви участието си в нов публичен тракер за квантови предимства, който е подкрепен от Algorithmiq, учени от Института Флатирон и стартиращата компания BlueQubit.

Този тракер се фокусира върху три основни типа експерименти: оценка на наблюдаеми параметри на квантова система, вариационни проблеми (при които квантов компютър търси оптимално решение, променяйки параметрите на схемата) и проблеми, които позволяват класическа проверка на резултатите.

Контекстът на конкуренцията в сферата на квантовите технологии придава допълнителна важност на новината от IBM. През 2024 година, Google представи чипа Willow, за който твърди, че е теоретично способен да демонстрира квантово предимство.

През 2025 година, компанията стартира алгоритъма Quantum Echoes за Willow, който е описан като първият проверим случай на квантово предимство при изпълнението на алгоритъма OTOC (out-of-order time correlator), позволяващ анализ на поведението на квантова система във времето.

На фона на тези събития, IBM залага на различна стратегия: фокусира се върху по-плътна и по-гъвкава свързаност между по-малки групи кубити, вместо да се стреми само към увеличаване на техния брой.

Фокусът на IBM върху чиповете Nighthawk и Loon пренасочва акцента от количеството кубити към качеството на изчисленията, т.е. на правилното управление на връзките между кубитите, намаляването на грешките и осигуряване на прозрачна проверка на твърденията за квантово превъзходство.

Ако посочените параметри се потвърдят в практическите приложения, новите чипове в комбинация с отворения тракер ще могат да трансформират квантовите компютри от демонстрационни системи в ефективни инструменти за решаване на практически задачи в сферата на науката, индустрията и разработването на алгоритми.