IBM представи „Loon“: първия устойчив на грешки квантов процесор – той ще промени света

До 2029 година IBM възнамерява да представи първия комерсиален квантов компютър с устойчивост на грешки – Starling, базиран на нова архитектура и по-усъвършенстван алгоритъм за корекция на грешки qLDPC. Първата реализация на тези планове е експерименталният квантов процесор Loon, който IBM изтъква като решение, което за първи път включва всички ключови компоненти, необходими за устойчиви на грешки квантови компютри.

Процесорът Loon на IBM ще спомогне за тестването на новата архитектура за бъдещата реализация на широкомащабни платформи за квантови изчисления и за мащабирането на компонентите, необходими за практическа и високоефективна квантова корекция на грешки.

IBM вече е демонстрирала някои от революционните функции, които според нея ще бъдат внедрени в този процесор, като например въвеждането на множество висококачествени слоеве за маршрутизация с ниски загуби, за да се даде възможност за по-дълги взаимовръзки в чипа (или C-вериги), които надхвърлят взаимовръзките с най-близки съседи, за да свържат физически отдалечени кюбити на един и същи чип, както и технологии за нулиране на кюбити между изчисленията.

Преминаването от връзки с най-близките кюбити към връзки с отдалечени кюбити ще помогне, наред с другото да се премахнат базираните на повърхността кодове за коригиране на грешки в полза на квантовата проверка на четността с ниска плътност (qLDPC). Твърди се, че използването на тази схема вместо повърхностния алгоритъм ще намали броя на физическите кюбити, необходими за реализирането на една логическа единица, с около един порядък. Това е вид резерв, който може да даде на IBM преднина в постигането на прословутото квантово превъзходство.

Комбинирането на възможностите на архитектурата Loon с квантовата корекция на грешките на класическите компютри ще бъде стъпката, която най-бързо ще доближи свръхпроводящите квантови платформи на IBM до практическа стойност.

Между другото, IBM също доказа, че е възможно да се използва класически компютърен хардуер за точно декодиране на грешки в реално време с qLDPC кодове (за по-малко от 480 ns). И този технически пробив беше постигнат една година преди планираното.

Компанията започна да използва 300-милиметровите линии на комплекса Albany NanoTech в Ню Йорк, за да произвежда чипове с архитектурата QPU Loom. Някога това беше почти собствено производствено съоръжение на IBM, но от средата на миналия век оптимизацията на бизнеса на компанията я принуди да се раздели с обременените активи. В същото време IBM остава основен клиент на този център и сега е преместила там разработването на квантови процесори.

Свръхмодерното полупроводниково оборудване на центъра и възможностите за непрекъсната работа на това съоръжение вече ускориха процеса на обучение на персонала, подобряване и разширяване на възможностите на квантовите процесори на IBM, като позволиха на компанията да увеличи броя на свързваните кюбити, тяхната плътност и производителност.

До момента IBM е успяла да удвои скоростта на научноизследователската и развойната дейност, като е съкратила времето, необходимо за създаването на всеки нов процесор, поне наполовина, постигнала е десетократно увеличение на физическата сложност на квантовите чипове и е направила възможно паралелното изследване и изучаване на множество проекти. Процесорите Heron и Loon станаха реалност до голяма степен благодарение на преминаването към производство върху 300-милиметрови силициеви пластини, което ще бъде още едно предимство за IBM в надпреварата за квантово превъзходство.