Кванттық есептеулердегі серпіліс: IBM Heron процессорында логикалық кубиттердің өмір сүру деңгейі 96% жетті
Кванттық есептеулер практикалық іске асыруға жақындап келеді, және соңғы деректер мұны растайды. IBM-мен бірлескен жұмыс барысында менің командам және Сидней университетіндегі әріптестерім логикалық кубиттердің тұрақтылығын айтарлықтай арттырды — 96%-ға дейін. Бұл IBM Quantum Heron r2 озық 156-кубиттік асқын өткізгіш процессорында сыналған қателерді түзетудің жаңа тәсілінің арқасында мүмкін болды.
Істен шығуға төзімді кванттық машиналарға (FTQC) жолдағы негізгі кедергі — «бос тұру шуы» деп аталатын құбылыс. Қазіргі жүйелерде қателерді түзету үшін кубиттердің ішкі өлшемдерін үнемі жүргізу қажет. Алайда осы үзілістер кезінде процессордың қалған компоненттері тұрақтылығын жоғалтып, жаңа ақаулар тудырады. Бұл ондаған жылдар бойы дамуды тежеген тұйық шеңберді құрайды.
Бұл мәселені шешу үшін біз қателерді түзету схемаларының архитектурасын толығымен қайта қарастырдық. Негізгі инновация — есептеулерді тоқтату уақытын түбегейлі қысқарту. Әрбір өлшеу циклінің аяқталуын күтудің орнына, біз әрекетсіздік кезеңдерін барынша азайту үшін алгоритмдерді оңтайландырдық. Нәтиже әсерлі: бір қате түзету циклінде логикалық кубиттердің өмір сүру деңгейі 90%-дан төменнен 96%-ға дейін өсті.
Бұл неге маңызды?
Логикалық кубиттер — ауқымды кванттық есептеулердің құрылыс блоктары. Әрбір мұндай кубит қателерден қорғау үшін кодталған көптеген физикалық кубиттерден тұрады. Олардың өмір сүру деңгейі неғұрлым жоғары болса, түзету үшін соғұрлым аз ресурс қажет, және біз тұрақты машиналарды құруға соғұрлым жақындаймыз. Жоба жетекшісі Стивен Бартлетт атап өткендей, элементтердің мәжбүрлі бос тұруы сенімді жұмыс үшін «елеулі кедергіге» айналады, және біздің шешіміміз бұл кедергіні бұзады.
Нәтиже бір процессорда зертханалық жағдайда алынғанымен, ол бүкіл сала үшін өте маңызды. Масштабталу және істен шығуға төзімділік басты сын-қатерлер болып қала береді, және осы бағыттағы әрбір қадам бізді кванттық компьютерлер классикалық машиналар қол жеткізе алмайтын міндеттерді шеше алатын дәуірге жақындатады. Еске сала кетейін, IBM 2026 жылдың соңына қарай кванттық артықшылықтың алғашқы расталған жағдайларына жетуді жоспарлап отыр.
Менің пікірім: Бұл прогресс — жай зертханалық жетістік емес. Ол саланың теориялық құрылымдардан практикалық инженерлік шешімдерге көшетінін көрсетеді. Егер қарқын сақталса, біз алдағы бес жылда алғашқы коммерциялық маңызды кванттық жүйелерді көреміз. Нарық бұл бағытты мұқият қадағалауы керек.