IBM plāno līdz 2029. gadam ieviest tirgū Starlingi – pirmo komerciāli pieejamo kvantdatoru, kas būs izturīgs pret kļūdām un balstīsies uz jaunu arhitektūru un uzlabotu qLDPC kļūdu labojuma algoritmu.
Šī plāna pirmais posms ir eksperimentālais kvantprocesors Loon, ko IBM raksturo kā pirmo risinājumu, kas apvieno visus galvenos komponentus, kas nepieciešami kļūdizturīga kvantdatora izveidei.
IBM Loon procesors ļauj izmēģināt jaunu arhitektūru nākotnes liela apjoma kvantaprēķinu platformām, kā arī konfigurēt komponentes, kas vajadzīgas praktiskai un ļoti efektīvai kvantkļūdu korekcijai.
Jums varētu patikt šie:
Jauna arhitektūra un garie savienojumi mikroshēmā
IBM jau iepriekš ir demonstrējusi vairākas revolucionāras tehnoloģijas, kuras paredzēts ieviest Loon procesorā. Tās ietver daudzslāņu, augstas kvalitātes un ar minimāliem zudumiem veidotu maršrutēšanas slāni, kas nodrošina garākus savienojumus mikroshēmas iekšienē (t.s. C-savienojumus). Tie vairs nav ierobežoti tikai ar tuvākajiem kaimiņiem, bet var tieši savienot arī attālāk izvietotus kubitus vienā un tajā pašā mikroshēmā. Papildus tam ieviestas tehnoloģijas, kas ļauj atiestatīt kubitus starp aprēķinu cikliem.
Pāreja no savienojumiem tikai starp tuvākajiem kubitu kaimiņiem uz tālākiem savienojumiem rada priekšnosacījumus, lai pakāpeniski aizstātu uz virsmas kodiem balstītas kļūdu labošanas shēmas. To vietā tiek preferēta kvantu zema blīvuma paritātes kontroles pieeja (qLDPC). Tiek lēsts, ka šādas shēmas izmantošana virsmas kodu vietā var samazināt nepieciešamo fizisko kubitu skaitu viena loģiskā kubita realizācijai aptuveni par vienu kārtu.
Šāds ieguvums var piešķirt IBM būtisku priekšrocību globālajā cīņā par ilgi kāroto kvantu pārākumu.
Kvantkļūdu labošana un klasiskās skaitļošanas nozīme
Loon arhitektūras iespēju apvienošana ar klasiskās skaitļošanas atbalstītu kvantkļūdu korekciju ir solis, kas, visticamāk, būtiski pietuvinās IBM virssupervadītāju kvantplatformas reālai praktiskai vērtībai.
IBM ir demonstrējusi, ka klasisko skaitļošanu iespējams izmantot kvantkļūdu precīzai dekodēšanai reāllaikā, piemērojot qLDPC kodus mazāk nekā 480 nanosekundēs. Šis tehniskais sasniegums gūts vairākus gadus agrāk, nekā sākotnēji bija plānots.
Jums varētu patikt šie:
300 mm ražošanas līnija un Albany NanoTech rūpnīca
Loon QPU arhitektūras mikroshēmu ražošanai IBM ir sākusi izmantot 300 mm ražošanas līnijas Albany NanoTech rūpnīcā Ņujorkas štatā. Šī rūpnīca agrāk faktiski piederēja pašai IBM, taču 2000. gadu vidū uzņēmums, mainot biznesa stratēģiju, bija spiests no šī apgrūtinošā aktīva atteikties. Vienlaikus IBM ir saglabājusi statusu kā viens no galvenajiem centra klientiem un tagad šeit izvietojusi arī savu kvantprocesoru izstrādi.
Centra modernākās pusvadītāju ražošanas iekārtas un iespēja strādāt nepārtrauktā režīmā jau ir paātrinājušas speciālistu apmācību un izstrādes procesus, kā arī paplašinājušas IBM kvantprocesoru tehniskās iespējas. Tas ļāvis palielināt gan savienoto kubitu skaitu un to blīvumu, gan arī visu sistēmu kopējo veiktspēju.
Izstrādes tempa pieaugums un sasniegumi ar 300 mm plāksnēm
Pašlaik IBM ir izdevies divkāršot savu pētniecības un izstrādes tempu, vismaz uz pusi saīsinot laiku, kas nepieciešams katra nākamā procesora izstrādei. Vienlaikus ir desmitkārt pieaugusi kvantmikroshēmu fiziskā sarežģītība, un uzņēmumam radusies iespēja paralēli pētīt un izmēģināt vairākus atšķirīgus projektus.
Procesori Kozodoy un Gagara kļuvuši par realitāti tieši pateicoties pārejai uz 300 mm silīcija plākšņu ražošanu. Šis solis nodrošina IBM vēl vienu būtisku konkurences priekšrocību cīņā par kvantu pārākumu.
