IBM planuoja 520 kubitų kvantinį procesorių: kitąmet sieks peržengti 1 000 kubitų ribą

Sekite TechNaujienos Google

IBM paskelbė naują kvantinių kompiuterių plėtros planą, pagal kurį naujos kartos „Nighthawk r3“ procesorius turėtų turėti 520 kubitų ir galėti tiksliai vykdyti iki 10 tūkst. kvantinių operacijų. Lapkričio 11 dienos bendrovės pranešime taip pat numatyta 2027 metais sujungti du tokius procesorius į sistemą, kurios bendras kubitų skaičius viršytų 1 000. Svarbiausia išlyga: šie rodikliai yra plėtros planas, o ne šiandien visiems klientams prieinamo vieno 520 kubitų lusto patvirtintas rezultatas.

Kvantinių kompiuterių srityje vien kubitų skaičius neatsako į klausimą, ar įrenginys jau praktiškai pranoksta įprastą superkompiuterį. Reikšmės turi klaidų lygis, galimybė jungti kubitus ir algoritmų sudėtingumas. Dėl to IBM akcentuoja ne tik būsimo procesoriaus dydį, bet ir operacijų, kurias galima vykdyti pakankama kokybe, skaičių. Tai svarbu norint taikyti kvantinius skaičiavimus molekulių, medžiagų ir sudėtingų optimizavimo problemų tyrimams.

Ką reiškia 520 kubitų ir 10 tūkst. operacijų

Klasikiniuose kompiuteriuose informacija apdorojama bitais, kurių vertė yra nulis arba vienetas. Kvantinis kubitas gali būti šių būsenų superpozicijoje, tačiau tai nereiškia, kad kvantinis procesorius tiesiog vienu metu išsprendžia visas įmanomas problemas. Jo pranašumas gali pasireikšti tik tam tikruose algoritmuose ir tinkamomis sąlygomis. Didžiausia kliūtis – kvantinių būsenų jautrumas aplinkos trikdžiams bei operacijų netikslumai.

IBM planas numato didinti ne vien kubitų skaičių, bet ir skaičiavimo grandinių gylį – kiek sudėtingų veiksmų galima atlikti, kol klaidos nepadaro rezultato nepatikimo. Bendrovė jau bando ankstesnės kartos „Nighthawk r2“ sistemą su partneriais iš energetikos ir kitų sektorių. IBM skelbia, kad per ją įvykdyta daugiau kaip 34 mlrd. kvantinių grandinių, o kai kuriuose tyrimuose pastebėtas iki 19 kartų našumo pagerėjimas, palyginti su ankstesniais procesoriais. Tačiau tokį skaičių reikėtų vertinti konkrečių bandymų kontekste, ne kaip universalų pagreitėjimą bet kuriai skaičiavimo užduočiai.

Naujausi straipsniai

4 min. skaitymo • prieš 21 minutė

Macronas Dubline kelia Europos saugumo klausimą: kas spręs dėl taikos Ukrainoje?

4 min. skaitymo • prieš 21 minutė

Europoje auga naujas „Nvidia“ konkurentas: DI lustų kūrėja įvertinta 7 mlrd. dolerių

4 min. skaitymo • prieš 21 minutė

Mokslininkai iš naujo atkūrė juodosios skylės vaizdą: patvirtinta 6,5 mlrd. Saulių masė

Visi naujausi straipsniai →

„Nighthawk r3“ turėtų leisti atlikti didesnės apimties eksperimentus, ypač tokiose srityse, kur kelių šimtų kubitų skaičiavimai gali suteikti daugiau informacijos apie sudėtingus kvantinius reiškinius. Tačiau net ir tūkstančio fizinių kubitų sistema automatiškai nereiškia tūkstančio visiškai nuo klaidų apsaugotų loginių kubitų. Tam reikalingas papildomas klaidų taisymo procesas, kuris naudoja daug fizinių kubitų vienam patikimam loginiam kubitui suformuoti.

Kodėl IBM siekia jungti kelis procesorius

IBM planuoja 2027 metais sujungti du „Nighthawk r3“ procesorius. Toks modulinis požiūris gali padėti auginti kvantinių sistemų mastą, tačiau procesorių tarpusavio ryšio tikslumas ir vėlinimas tampa papildomomis užduotimis. Įprastų kompiuterių pasaulyje keli procesoriai jau seniai naudojami, bet kvantinių būsenų ryšių išsaugojimas gerokai sudėtingesnis. Todėl sėkmingas dviejų įrenginių sujungimas reikštų svarbų technologinį etapą, jei bendrovei pavyks pasiekti deklaruojamą veikimo kokybę.

Bendrovė taip pat tobulina savo „IBM Quantum Platform“, siekdama vienoje aplinkoje sujungti kvantinių ir klasikinių kompiuterių užduotis. Tokia hibridinė sistema svarbi todėl, kad daug kvantinių algoritmų vis tiek priklauso nuo įprastų kompiuterių, kurie parenka parametrus, įvertina rezultatus ir valdo skaičiavimus. Atskirų procesorių technologijų pažanga reikšminga tik tada, kai visa sistema gali patikimai atlikti prasmingą užduotį.

Apie panašius technologinius bandymus jau skelbėme straipsnyje, kaip IBM ir AMD sieja kvantinius bei klasikinius procesorius, nagrinėjome kodėl kvantiniai kompiuteriai dar nepakeitė įprastų ir aprašėme kvantinių būsenų perdavimo bandymus. Šios naujienos yra susijusios, tačiau dabartinis „Nighthawk r3“ etapas turi būti vertinamas kaip naujas ateities planas, o ne jau pasiektų rezultatų pakartojimas.

Pranešimo skaičius verta lyginti atsargiai ir dėl skirtingų kvantinių procesorių technologijų. Kubitų skaičius vienoje architektūroje ne visada tiesiogiai palyginamas su kitos architektūros rezultatais, nes skiriasi jų valdymas, susiejimas ir klaidų pobūdis. Be to, reklamuojamas teorinis kubitų skaičius nėra tas pats, kas patikimų loginių kubitų skaičius. Mokslininkai taip pat vertina, kiek laiko užtrunka atlikti užduotį ir kiek kartų reikia pakartoti bandymą norint gauti pakankamai tikslų rezultatą. Todėl IBM plano vertę geriausiai parodys tik praktiniai sudėtingų algoritmų bandymai.

Lietuvos mokslininkams ir technologijų įmonėms svarbu, kad tokios platformos tampa vis lengviau pasiekiamos per debesiją, nors realus kvantinių procesorių skaičiavimo laikas vis dar brangus ir ribotas. Net ir pasiekus 2027 metų tikslus kvantiniai kompiuteriai netaps universaliu kasdienio nešiojamojo kompiuterio pakaitalu. IBM pranešimas rodo pažangą kuriant didesnes ir sudėtingesnes sistemas, tačiau kelią iki plačiai naudingų, klaidoms atsparių kvantinių skaičiavimų dar teks įveikti.