Разделы

Бизнес Интеграция Электроника Техника

IBM готовится завалить весь мир квантовыми компьютерами огромной производительности

Глава IBM Арвинд Кришна считает, что через три года парк квантовых компьютеров компании будет насчитывать тысячи единиц, а их производительность оставит сегодняшние системы далеко позади. Также он полагает, что практические задачи для таких систем уже появились.

Тысячи их

Исполнительный директор IBM Арвинд Кришна (Arvind Krishna) заявил, что к 2025 г. корпорация выставит на продажу «тысячи» квантовых компьютеров. По словам главы компании, эти системы будут обладать вычислительной мощностью в 4000 кубитов (кубит — единица информации; квантовый аналог бита в обычном компьютере), в то время как сейчас наиболее мощные системы поддерживают около 127 кубитов.

На практике квантовые компьютеры будут использоваться для оптимизации маршрутов беспилотных грузовых автомобилей и моделировать финансовые риски с беспрецедентной эффективностью. По словам Кришны, для решения таких задач потребовались бы традиционные компьютеры «размером с планету».

Квантовые процессоры IBM основаны на технологии сверхпроводящих кубитов, которая разрабатывается с середины 2000-х годов. Данные в таких процессорах представлены в виде электронных состояний искусственных атомов; вычислительные процессы инициируются при помощи последовательностей микроволновых импульсов. В силу физической специфики процессор может функционировать только при температурах, близких к абсолютному нулю, поэтому его приходится держать в мощном промышленном холодильнике, оказывающемся неотъемлемой частью квантового компьютера.

ibm_600.jpg
IBM обещает тысячи квантовых компьютеров с тысячами кубитов к 2025 году

В конце января 2022 г. IBM опубликовала исследование, в котором указывалось, что строительство квантовых компьютеров — исключительно сложная задача, но также предлагался целый ряд новых методов приложения квантовых вычислений.

В частности, симуляции химических и физический систем — весьма перспективное поле для квантовой сферы, однако ограниченные возможности нынешних квантовых компьютеров существенно сдерживают практическое их использование, равно как и ограничивают предельно возможные масштабы симуляций.

«Сфер применения квантовых компьютеров немало: всегда найдутся задачи, требующие недостижимых на сегодняшний день вычислительных мощностей. Вопрос в том, какова их практическая значимость в текущих условиях, — говорит Анастасия Мельникова, директор по информационной безопасности компании SEQ. — Если задачи, решение которых требует квантовых вычислений, возникли на практике, и спрос стал не умозрительным, а вполне реальным, значит, в ближайшие годы можно ждать и реального ответа на него».

Новые архитектуры

Ранее IBM анонсировала квантовые процессоры на 400 и 1000 кубитов, первый из которых, Osprey, планируется выпустить уже в 2022 г.

Увеличение количества кубитов требует инновационной конструкции процессоров. Недавние разработки IBM, такие как Falcon и Eagle, построены по шестиугольной схеме (heavy-hexagonal), в которой количество связей между отдельными кубитами снижено до необходимого минимума — это должно привести к снижению интерференции между ними и, как следствие, к уменьшению количества ошибок в вычислениях.

Еще одна инновация — это мультиплексирование считывания данных. В предыдущих версиях процессоров, каждый кубит снабжался специализированным набором электронных компонентов, отвечающих за запись данных в него и считывание результатов вычислений. Новая технология, впервые примененная в прошлогоднем 127-кубитном процессоре Eagle, позволила уменьшить количество электроники, необходимой для обмена данными.

Роман Георгиев