Квант взорвал привычную физику: IBM показала машины, которые думают иначе

IBM представила два передовых квантовых процессора и новую систему отслеживания прогресса в области квантовых вычислений. Эти разработки, по словам компании, могут стать шагом к первой демонстрации настоящего "квантового превосходства" и созданию полностью отказоустойчивого квантового компьютера уже в ближайшие годы. Об этом сообщает издание Live Science.

Новое поколение квантовых чипов IBM

Первый из представленных чипов получил название IBM Quantum Nighthawk. Он содержит 120 кубитов и способен выполнять вычисления, которые на треть сложнее тех, что под силу предыдущей модели Heron. В конструкции процессора используется решётка, где каждый кубит связан с четырьмя соседями, а число регулируемых соединителей выросло на 20%. Это позволило увеличить стабильность вычислений и расширить возможности для реализации более сложных квантовых алгоритмов.

По словам представителей IBM, архитектура Nighthawk открывает путь к задачам, требующим до 5000 двухкубитных операций. В дальнейшем планируется довести это число до 10 000 к 2027 году, а затем использовать ту же платформу для систем на тысячу кубитов. Такое масштабирование станет ключом к созданию по-настоящему мощных квантовых вычислительных комплексов. Похожие исследования в области квантовой физики уже ведут и другие университеты — например, в Китае воспроизвели мысленный эксперимент Эйнштейна, подтвердивший фундаментальные принципы квантовой механики.

"Мы создаём основу для долгосрочного применения квантовых кодов коррекции ошибок и масштабных вычислений", — отметил технический директор IBM Quantum Оливер Дайл.

Loon: шаг к безошибочным вычислениям

Второй процессор — IBM Loon - оснащён 112 кубитами и служит испытательной площадкой для технологий полной квантовой устойчивости. Он сочетает решения, направленные на устранение одной из главных проблем квантовой физики — высокой вероятности ошибок при измерениях. Эти технологии основаны на принципах quantum error correction - коррекции квантовых ошибок в реальном времени.

Новая система объединяет шесть направлений соединений между кубитами, усовершенствованные маршруты проводников и так называемые "reset-гаджеты", которые возвращают кубиты в исходное состояние. Это необходимо для стабильной работы памяти и логических элементов в будущем поколении квантовых машин.

"С помощью Loon мы впервые смогли протестировать все ключевые элементы отказоустойчивой архитектуры на одном устройстве", — добавил Дайл. — "Пока уровень выхода годных чипов может быть невысоким, но это важный шаг перед созданием следующей модели Kookaburra".

Дорога к квантовому превосходству

Компания также запустила систему Quantum Advantage Tracker, которая позволит отслеживать реальный прогресс в достижении квантового превосходства — момента, когда квантовый компьютер способен решать задачи, недоступные классическим суперкомпьютерам. Первые три теста в этой программе посвящены оценке наблюдаемых величин, вариационным задачам и проблемам, которые можно проверить классическими методами.

Одновременно IBM сообщила о переходе к производству квантовых процессоров на 300-миллиметровых кремниевых пластинах. Этот формат сокращает время сборки чипов вдвое и увеличивает их физическую сложность в десять раз. Процесс изготовления включает послойное нанесение металлов, травление микросхем и создание трёхмерных структур, соединённых с управляющей электроникой. Схожие прорывы фиксируются и в смежных областях: например, учёные создали фотонный радар на чипе, приближающий эпоху 6G и оптических квантовых сетей.

Долгосрочная стратегия и цели IBM

IBM продолжает развивать свой квантовый "роудмэп". В 2026 году ожидается появление экспериментального чипа Kookaburra, который объединит логику и память в одной модульной архитектуре. К 2029 году компания планирует выпустить первый полностью отказоустойчивый квантовый процессор Starling, а к 2033 — гигантскую 2000-кубитную систему Blue Jay.

Эти проекты должны окончательно подтвердить способность квантовых систем решать задачи, недостижимые для традиционных вычислительных технологий, и открыть путь к практическому применению квантовых компьютеров в науке, финансах и медицине.