قامت IBM بتحديث خريطة الطريق الخاصة بها لبناء أجهزة الكمبيوتر الكمومية على نطاق واسع وتسامح مع الأخطاء ، وضع المرحلة للحوسبة الكمومية العملية والقابلة للتطوير.
يمكن أن يقوم جهاز كمبيوتر الكم من هذا النوع ، الذي يحتوي على مئات أو الآلاف من Qubits المنطقية ، بتشغيل مئات الملايين إلى مليارات العمليات ، مما قد يسرع الوقت والكفاءة في التكاليف في مجالات مثل تطوير الأدوية واكتشاف المواد والكيمياء والتحسين.
ومع ذلك ، فإن نجاح تنفيذ بنية فعالة تتحمل الأخطاء يعتمد على اختيارها رمز تصحيح الأخطاء، وكيف تم تصميم النظام وبناءه لتمكين هذا الرمز من التوسع. تتطلب رموز تصحيح الأخطاء اللازمة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية الأكثر قوة عددًا غير ممكن من Qubits المادية ، والتي توفر ما يكفي Qubits المنطقية لأداء العمليات المعقدة.
وفقًا لـ IBM ، فإن رمز تصحيح الأخطاء يعني أيضًا أن كمية البنية التحتية والتحكم الإلكترونيات اللازمة غير عملية تتجاوز التجارب والأجهزة الصغيرة.
قامت IBM بتعيين مشاهدها على نهج جديد لتصحيح الخطأ الكمومي باستخدام رموز فحص التكافؤ منخفض الكثافة (LDPC) في نهج معياري للحوسبة الكمومية المعروفة باسم بنية الدراجات.
وقال آرفيند كريشنا ، رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي لشركة IBM: “تقوم IBM بتخطيط الحدود التالية في الحوسبة الكمومية”. “إن خبرتنا عبر الرياضيات والفيزياء والهندسة تمهد الطريق لجهاز كمبيوتر كبير على نطاق واسع يتحمله الأخطاء-سيحل تحديات العالم الحقيقي وإلغاء تأمين إمكانيات هائلة للأعمال.”
هدف IBM هو إنشاء آلة تعرض تسامحًا كافيًا من الأخطاء لقمع ما يكفي من الأخطاء لخوارزميات مفيدة لتحقيق النجاح. يجب أيضًا أن تكون الجهاز قادرًا على إعداد وقياس Qubits المنطقية من خلال الحساب في الوقت الفعلي وتقديم مقياس معياري لمئات أو الآلاف من Qubits المنطقية لتشغيل خوارزميات أكثر تعقيدًا.
نشرت الشركة ورقتين أكاديميتين تحدد نهجها لبناء بنية الحوسبة الكمومية القابلة للتطوير والتي تتحمل الأخطاء. الأغطية الأولى تصحيح الخطأ الكمي عالي معدل الرموز القائمة على استخدام النفقات العامة المعتدلة في منطق التحكم وعدد Qubits المادية اللازمة للحوسبة الكمومية التي تتحمل الأخطاء. تناقش الورقة الثانية نهجًا لتصحيح الخطأ الكمي باستخدام الوقت الفعلي فك التشفير، والتي يتم تشغيلها على رقائق مجموعة البوابة القابلة للبرمجة الميدانية.
وقال ماتياس ستيفن ، رئيس تقنية المعالجات الكمومية في IBM Quantum: “عندما يتم جمع هذه الأوراق معًا ، ستقدم هذه الأوراق المعايير الأساسية لنهج تصحيح الأخطاء على نطاق واسع”.
قال جاي غامبيتا ، نائب الرئيس ، IBM Quantum: “لقد قمنا بتكسير الكود لتصحيح الخطأ الكمومي ، وهي خطتنا لبناء أول كمبيوتر كمي كبير على نطاق واسع.”
اعترفت Gambetta بأن IBM لديها الكثير من العمل للقيام به لتحويل هذه المفاهيم إلى أجهزة الحوسبة الكمومية العاملة ، لكنها تمهد الطريق إلى الجيل القادم من الكمبيوتر الكمومي ، وهو Quantum Starling. من المقرر أن يكون هذا جاهزًا بحلول عام 2029 وأداء عمليات أكثر من 20.000 مرة من أجهزة الكمبيوتر الكمومية اليوم.
تضع Blue Jay ، الذي سيتم بناؤه في مركز بيانات IBM Quantum Data Center في Poughkeepsie ، نيويورك ، الأسس لاتجاه الشركة في السفر نحو نظام واسع النطاق ، وهو مخصص للتسليم في عام 2033. وفقًا لـ IBM ، فإن Blue Jay سيكون قادرًا على أداء الدوائر المليون باستخدام 2،000 qibits.
