IBM выпустила первый в мире квантовый чип на 1000 кубитов

IBM представила первый квантовый компьютер с более чем 1000 кубитами — эквивалентом цифровых битов в обычном компьютере. Но компания заявляет, что теперь переключит внимание и сосредоточится на том, чтобы сделать свои машины более устойчивыми к ошибкам, а не более крупными.

В течение ряда лет IBM следовала своему плану и ежегодно удваивала количество кубитов. Чип под названием Condor, представленный 4 декабря, содержит 1121 сверхпроводящий кубит, расположенные в виде сот. Он является продолжением других рекордных чипов, включая 127-кубитный чип, созданный в 2021 году и 433-кубитный чип, представленный в прошлом году.

Квантовые компьютеры обещают выполнять определенные вычисления, которые недоступны классическим компьютерам. Они сделают это, используя уникальные квантовые явления, такие как запутанность и суперпозиция, которые позволяют кубитам существовать в нескольких состояниях одновременно.

Но эти квантовые состояния также непостоянны и склонны к ошибкам. Физики пытались обойти эту проблему, «уговорив» несколько физических кубитов — каждый из которых закодирован в сверхпроводящей цепи — работать вместе, чтобы представлять один информационный кубит, или «логический кубит».

В рамках своего нового курса компания также представила чип под названием Heron, который имеет 133 кубита, но с рекордно низкой частотой ошибок, в три раза ниже, чем у предыдущего квантового процессора.

Исследователи обычно заявляют, что современные методы исправления ошибок потребуют более 1000 физических кубитов для каждого логического кубита. Тогда машине, способной выполнять полезные вычисления, потребуются миллионы физических кубитов.

Но в последние месяцы физики заинтересовались альтернативной схемой исправления ошибок, называемой квантовой проверкой четности с низкой плотностью (qLDPC).

Согласно заявлению исследователей из IBM, компания обещает сократить это число в 10 и более раз. Компания говорит, что теперь сосредоточится на создании чипов, предназначенных для хранения нескольких кубитов, скорректированных с помощью qLDPC, всего в 400 или около того физических кубитах, а затем объединении этих чипов в сеть.

Загвоздка в том, что метод qLDPC требует, чтобы каждый кубит был напрямую связан как минимум с шестью другими.

В типичных сверхпроводящих чипах каждый кубит связан только с двумя или тремя соседями. Но Оливер Дайал, физик и главный технический директор IBM Quantum говорит, что у компании есть план: она добавит новый уровень к конструкции своего устройства, чтобы обеспечить дополнительные соединения, необходимые для схема qLDPC.

Новая дорожная карта IBM по квантовым исследованиям предполагает, что к концу десятилетия компания достигнет полезных вычислений, таких как, например, моделирование работы молекул-катализаторов.