IBM рассчитывает получить квантовое преимущество в 2026 году, поскольку чип Nighthawk поступит в продажу в этом году

В среду на конференции разработчиков квантовых технологий 2025 года компания IBM объявила, что рассчитывает достичь квантового превосходства к 2026 году, а полномасштабные отказоустойчивые квантовые вычисления — к 2029 году.

Компания подтвердила, что ее процессор Nighthawk, чип со значительными архитектурными улучшениями, начнет поступать к пользователям в этом году.

Джей Гамбетта, возглавляющий исследовательский отдел IBM в качестве директора и также являющийся членом IBM Fellow, сказал: «Мы считаем, что IBM — единственная компания, которая имеет все возможности для быстрого изобретения и масштабирования квантового программного обеспечения, оборудования, технологий производства и коррекции ошибок, что позволит открыть возможности для революционных приложений». Джей добавил, что сегодня компания объявляет о нескольких важных этапах в своей дорожной карте.

Чип Nighthawk, который, как стало известно, является самым передовым чипом IBM на сегодняшний день, состоит из 120 кубитов и использует 218 настраиваемых соединителей для связи каждого кубита с четырьмя ближайшими соседями. Это на 20% больше соединителей по сравнению с процессором Heron, согласно официальному пресс-релизу IBM.

Новая конфигурация позволяет исследователям запускать на 30% более сложные схемы, сохраняя при этом низкий уровень ошибок, что является критически важным требованием для выполнения до 5000 двухкубитных вентилей за один сеанс работы.

Компания IBM планирует к 2028 году создать 15 000 двухкубитных логических элементов

Поставки Nighthawk начнутся до конца 2025 года. Но этот чип — только начало. IBM планирует еще больше повысить производительность. К концу 2026 года компания рассчитывает увеличить мощность до 7500 логических элементов, в 2027 году — до 10 000, а в 2028 году — до 15 000.

В будущих версиях будет интегрировано более 1000 связанных кубитов с использованием дальнодействующих соединителей — системы, протестированной в прошлом году на внутренних экспериментальных процессорах.

В процессе создания этого конвейера IBM настаивает на проверке результатов силами сообщества. Компания запустила tracквантового преимущества, разработанный при участии Algorithmiq, Flatiron Institute и BlueQubit, для измерения и проверки прогресса в режиме реального времени.

tracуже включает три эксперимента, проверяющих квантовое преимущество в оценке наблюдаемых величин, вариационные алгоритмы и classicпроверяемые задачи.

Сабрина Манискалко, генеральный директор и соучредитель Algorithmiq, заявила: «Разработанная нами модель исследует настолько сложные режимы, что бросает вызов всем современным classicметодам, протестированным до сих пор»

Она сказала, что предварительные результаты выглядят многообещающими, и Институт Флэтайрон подтвердил, что эти результаты сложно смоделировать на classicсистемах искусственного интеллекта.

Айк Тепанян, соучредитель и технический директор BlueQubit, добавил, что его команда сосредоточена на tracквантовых рабочих нагрузок, в которых classicмашины искусственного интеллекта уже начинают отставать.

«Благодаря нашей работе над схемами с пиковыми значениями, мы рады помочь формализовать случаи, когда квантовые компьютеры начинают превосходить classicкомпьютеры искусственного интеллекта на порядки», — сказал он.

Qiskit повышает эффективность контроля ошибок благодаря C-API и динамическим схемам

Для поддержки этого направления IBM расширяет функционал своего программного обеспечения. Теперь стек Qiskit поддерживает возможности динамических схем, что повышает точность выходных данных на 24% для задач, включающих более 100 кубитов.

Теперь он также поддерживает новую модель выполнения с использованием C-API, что позволяет разработчикам интегрироваться с высокопроизводительными вычислительными средами и использовать их для снижения затрат на исправление ошибок более чем в 100 раз.

Компания IBM также выпускает интерфейс на C++ для Qiskit, позволяющий пользователям запускать квантовые задачи внутри существующих высокопроизводительных вычислительных систем.

Компания заявила, что к 2027 году в стек Qiskit будут добавлены вычислительные библиотеки, ориентированные на машинное обучение и оптимизацию. Эти инструменты помогут решать задачи физики и химии, такие как дифференциальные уравнения и моделирование гамильтониана.

Компания также сообщила, что активно работает над созданием отказоустойчивых квантовых вычислений в параллельном trac. Ее новый процессор Loon, также анонсированный во время мероприятия, включает в себя все компоненты, необходимые для демонстрации эффективной и масштабируемой квантовой коррекции ошибок.

Она включает в себя многоуровневую маршрутизацию, которая связывает кубиты на больших расстояниях с помощью «С-соединителей», и позволяет сбрасывать кубиты между операциями на одном и том же чипе.

Вдобавок ко всему, IBM подтвердила, что теперь может расшифровывать квантовые ошибки менее чем за 480 наносекунд, используя коды qLDPC, работающие исключительно на classicоборудовании искусственного интеллекта. Это инженерное достижение было достигнуто на целый год раньше запланированного срока.

Вместе с Loon это закладывает основу для масштабирования qLDPC на быстрых, высокоточных системах со сверхпроводящими кубитами, теми же кубитами, которые используются во всем оборудовании IBM.

Производство кремниевых пластин для квантовых процессоров IBM теперь перенесено на 300-мм производственный комплекс Albany NanoTech Complex в Нью-Йорке. Этот переход позволяет ускорить итерации разработки чипов и повысить их сложность.

Компания IBM заявила, что благодаря новому оборудованию ей уже удалось вдвое сократить время разработки и в десять раз увеличить сложность своих квантовых чипов.

теперь также появилась возможность одновременно исследовать несколько вариантов процессоров, что способствует развитию платформ Nighthawk и Loon релизу,