Kohti laajamittaista vikasietoista kvanttitietokonetta

Alkukesästä IBM julkisti uusimman tiekarttansa maailman ensimmäisen laajamittaisen, vikasietoisen kvanttitietokoneen rakentamiseksi, mikä luo pohjan tulevaisuuden käytännölliselle ja skaalautuvalle kvanttilaskennalle.

Vuoteen 2029 mennessä toimitettava IBM Quantum Starling rakennetaan uuteen IBM Quantum Data Centeriin ja sen odotetaan suorittavan 20 000 kertaa enemmän operaatioita kuin nykyiset kvanttitietokoneet.

”IBM kartoittaa kvanttilaskennan seuraavaa rajaseutua”, sanoi IBM:n hallituksen puheenjohtaja ja toimitusjohtaja Arvind Krishna. ”Matematiikan, fysiikan ja tekniikan asiantuntemuksemme tasoittaa tietä laajamittaiselle, vikasietoiselle kvanttitietokoneelle – sellaiselle, joka ratkaisee tosielämän haasteita ja avaa valtavia mahdollisuuksia liiketoiminnalle.”

Laajamittainen, vikasietoinen kvanttitietokone, jossa on satoja tai tuhansia loogisia kubitteja, voisi suorittaa satoja miljoonia tai miljardeja todellisia oikeita operaatioita.

Starling pystyy hyödyntämään näiden ongelmien vaatiman laskentatehon suorittamalla 100 miljoonaa kvanttioperaatiota 200 loogisen kubitin avulla. Se on perusta IBM Quantum Blue Jaylle, joka pystyy suorittamaan miljardi kvanttioperaatiota 2 000 loogisen kubitin avulla vuonna 2033.

Tehokkaan vikasietoisen arkkitehtuurin toteuttamisen onnistuminen riippuu sen virheitä korjaavan koodin valinnasta ja siitä, miten järjestelmä on suunniteltu ja rakennettu mahdollistamaan tämän koodin skaalautuvuus.

IBM:n mukaan Käytännöllinen, laajamittainen ja vikasietoinen kvanttitietokone vaatii arkkitehtuurin, joka on:

- Vikasietoinen, jotta voidaan poistaa riittävästi virheitä hyödyllisten algoritmien onnistumiseksi.

- Pystyy valmistelemaan ja mittaamaan loogisia kubitteja laskennallisesti.

- Pystyy soveltamaan yleismaailmallisia ohjeita näihin loogisiin kubitteihin.

- Pystyy dekoodaamaan mittauksia loogisista kubiteista reaaliajassa ja voi muuttaa seuraavia ohjeita.

- Modulaarinen skaalautumaan satoihin tai tuhansiin loogisiin kubitteihin monimutkaisempien algoritmien suorittamiseksi.

- Riittävän tehokas suorittamaan merkityksellisiä algoritmeja realistisilla fyysisillä resursseilla, kuten energialla ja infrastruktuurilla.

Lähivuosien IBM Quantum Roadmap hahmottelee keskeiset teknologian virstanpylväät, jotka osoittavat ja toteuttavat vikasietoisuuden kriteerit. Jokainen uusi prosessori etenemissuunnitelmassa vastaa tiettyihin haasteisiin, jotka liittyvät modulaaristen, skaalautuvien ja virheenkorjattujen kvanttitietokoneiden rakentamiseen:

Yhdessä nämä suunnitelmat on sitten suunniteltu huipentumaan Starlingissa vuonna 2029.

Aiheesta aiemmin:

Tutkijat loivat loogisen kvanttiprosessorin

Kompakti virheenkorjaus: kohti tehokasta kvanttikiintolevyä

Kohti modulaarista kvanttitietokonetta