IBM планирует создать квантовый компьютер нового поколения к 2029 году

Компания IBM обнародовала амбициозный план: к 2029 году она намерена создать полноценно работающий квантовый компьютер, способный решать задачи, недоступные даже самым мощным классическим суперкомпьютерам. В рамках этого плана IBM представила подробную дорожную карту, описывающую этапы разработки и внедрения масштабируемых квантовых систем.

Квантовые компьютеры используют принципы квантовой механики для обработки информации — в отличие от традиционных машин, которые оперируют битами, квантовые системы работают с кубитами. Эти элементы обладают уникальными свойствами суперпозиции и запутанности, что позволяет обрабатывать колоссальные объемы данных параллельно. Теоретически, квантовые компьютеры могут решать задачи, на которые классическим компьютерам понадобились бы тысячи лет.

Однако на практике большинство существующих квантовых устройств сталкиваются с фундаментальной проблемой: высокая скорость операций сопровождается частыми ошибками. Чтобы компенсировать эти ошибки, необходимо задействовать значительную часть кубитов исключительно для коррекции, оставляя слишком мало ресурсов для выполнения основной задачи. Таким образом, реальные квантовые машины пока не превосходят классические по эффективности.

В заявлении IBM подчеркивается, что к 2033 году компания рассчитывает выйти на совершенно новый уровень — создать масштабную квантовую систему, способную выполнять практические вычисления с устойчивым преимуществом. Первыми шагами к этой цели станет построение квантового компьютера под названием «Starling», который разместят в строящемся дата-центре в Покипси, штат Нью-Йорк. Он будет включать около 200 логических кубитов — этого количества, по расчетам ученых, достаточно, чтобы начать демонстрировать явные преимущества перед традиционными компьютерами.

Примечательно, что IBM изменила свой подход к решению проблемы ошибок. Если ранее компания строила сначала теоретическую модель коррекции ошибок и затем пыталась подогнать под неё аппаратное обеспечение, то с 2019 года исследователи пошли от обратного: они анализировали, какие чипы реально возможно производить, и уже под эти чипы разрабатывали алгоритмы коррекции ошибок. Именно этот инженерно-ориентированный подход, по словам вице-президента IBM по квантовым технологиям Джея Гамбетты (Jay Gambetta), позволил существенно продвинуться вперёд.

«Мы уже ответили на ключевые научные вопросы. Сейчас чудес не нужно», — отметил Гамбетта в интервью. — «Осталась большая инженерная задача. Инструменты не нужно изобретать заново — они уже есть».

IBM — не единственная компания, стремящаяся к квантовому прорыву. Среди других лидеров в этой гонке числятся такие гиганты, как Microsoft, Google (Alphabet), Amazon, а также многочисленные стартапы, привлекшие сотни миллионов долларов инвестиций. Все они сталкиваются с одной и той же проблемой: как стабилизировать работу кубитов и уменьшить количество ошибок при сохранении вычислительной мощности.

Успешное решение этой задачи откроет дверь к новым вычислительным парадигмам. Потенциальные приложения — от разработки новых лекарств до оптимизации логистических цепочек и моделирования сложных химических реакций — способны радикально преобразить науку, медицину и экономику.