Progrese semnificative în tehnologia calculatoarelor cuantice spre sfârșitul anului

Sfârșitul de an aduce adesea vești importante în domeniul calculatoarelor cuantice, o perioadă în care companiile se străduiesc să anunțe atingerea unor repere semnificative. Anul acesta nu face excepție. Deși nu toate anunțurile includ arhitecturi revoluționare, cum ar fi cea analizată recent de noi, ele marchează progresul constant din acest sector, fiind adesea rezultatul unor pași mărunți, dar esențiali pentru avansarea tehnologiei.

În următoarele rânduri, vom examina câteva dintre anunțurile recente care ne-au părut deosebit de promițătoare.

IBM se numără printre companiile care au anunțat o nouă arhitectură în acest an. Nu este deloc surprinzător, având în vedere promisiunea făcută în luna iunie; această săptămână confirmă realizarea celor două procesoare despre care compania a vorbit anterior. Acestea includ unul numit Loon, axat pe arhitectura pe care IBM intenționează să o utilizeze pentru găzduirea qubiților logici corectați de erori. Loon reprezintă două schimbări majore pentru companie: trecerea la conexiuni între vecinii cei mai apropiați și adăugarea de conexiuni pe distanțe lungi.

Anterior, IBM a utilizat ceea ce a numit arhitectura “heavy hex”, în care qubiții alternanți erau conectați la doi sau trei dintre vecinii lor, formând o serie de structuri hexagonale suprapuse. În Loon, compania utilizează o grilă pătrată, fiecare qubit având conexiuni cu cei patru vecini cei mai apropiați. Această densitate mai mare a conexiunilor poate permite utilizarea mai eficientă a qubiților în timpul calculelor. Totuși, qubiții din Loon dispun și de conexiuni pe distanțe lungi către alte părți ale cipului, necesare pentru tipul specific de corectare a erorilor la care IBM s-a angajat. Aceasta permite utilizatorilor să testeze o caracteristică crucială pentru viitor.

Al doilea procesor, Nighthawk, este concentrat pe prezent. Acesta are de asemenea conexiuni între vecinii cei mai apropiați și o structură în grilă pătrată, dar nu include conexiuni pe distanțe lungi. În schimb, Nighthawk se concentrează pe reducerea ratelor de eroare, astfel încât cercetătorii să poată începe testarea algoritmilor pentru avantajul cuantic — calcule în care calculatoarele cuantice au un avantaj clar față de algoritmii clasici.

În plus, compania lansează un depozit GitHub care va permite comunității să depună coduri și date de performanță pentru algoritmi clasici și cuantici, facilitând evaluări riguroase ale performanței relative. În prezent, acestea sunt împărțite în trei categorii de algoritmi pe care IBM consideră că sunt cel mai probabil să demonstreze un avantaj cuantic verificabil.

Acestea nu sunt singurele urmări ale anunțului IBM din iunie, care a inclus și descrierea algoritmului pe care compania intenționează să-l folosească pentru identificarea erorilor în qubiții săi logici și corecțiile necesare pentru remedierea acestora. La sfârșitul lunii octombrie, compania a confirmat că algoritmul poate funcționa în timp real când este executat pe un FPGA realizat în colaborare cu AMD.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România