ومع ذلك ، زادت شركة IBM بشكل مطرد من أعدادها بالكيوبت. في عام 2016 ، وضعت أول كمبيوتر كمي في السحابة ليقوم أي شخص بتجربته – جهاز به 5 كيوبتات ، كل منها دائرة فائقة التوصيل مبردة إلى ما يقرب من الصفر المطلق. في عام 2019 ، أنشأت الشركة صاروخ فالكون سعة 27 كيوبت ؛ في عام 2020 ، الطائر الطنان 65 كيوبت ؛ في عام 2021 ، كان النسر 127 كيوبت ، أول معالج كمي بأكثر من 100 كيوبت ؛ وفي عام 2022 ، ظهر Osprey بسعة 433 كيلوبت.
تتوقع شركة IBM بناء أجهزة كمبيوتر كمومية ذات تعقيد متزايد على مدى السنوات القليلة المقبلة ، بدءًا من تلك التي تستخدم معالج Condor أو معالجات Heron المتعددة على التوازي.كارل دي توريس / آي بي إم
تحتوي أجهزة الكمبيوتر الكمومية الأخرى على كيوبتات أكثر من معالج كوندور الخاص بشركة آي بي إم 1121 كيوبت – على سبيل المثال ، كشفت أنظمة D-Wave عن نظام 5000 كيلوبت في عام 2020. لكن أجهزة كمبيوتر D-Wave هي آلات متخصصة لحل مشاكل التحسين ، في حين أن كوندور سيكون العالم. أكبر معالج كمي للأغراض العامة.
يقول جيري تشاو ، مدير البنية التحتية الكمومية في IBM: “إن ألف كيوبت يدفع حقًا الظرف فيما يتعلق بما يمكننا دمجه حقًا”. من خلال فصل الأسلاك والمكونات الأخرى اللازمة للقراءة والتحكم على طبقاتها الخاصة ، وهي استراتيجية بدأت مع Eagle ، يقول الباحثون إن بإمكانهم حماية الكيوبتات بشكل أفضل من الاضطراب ودمج أعداد أكبر منها. بينما نتوسع إلى الأعلى ، نتعلم قواعد التصميم مثل “هذا يمكن أن يتجاوز هذا ؛ هذا لا يمكن أن يتجاوز هذا ؛ يقول تشاو: “يمكن استخدام هذه المساحة لهذه المهمة”.
توجد حواسيب كمومية أخرى بها عدد أكبر من الكيوبتات ، لكن كوندور سيكون أكبر معالج كمي متعدد الأغراض في العالم.
مع 133 كيوبت فقط ، قد يبدو Heron ، المعالج الكمي الآخر الذي تخطط شركة IBM لعام 2023 ، متواضعًا مقارنةً بـ Condor. لكن آي بي إم تقول إن بنيتها المطورة وتصميمها المعياري يبشران باستراتيجية جديدة لتطوير أجهزة كمبيوتر كمومية قوية. بينما تستخدم Condor بنية اقتران ثابتة لتوصيل الكيوبتات الخاصة بها ، سيستخدم Heron بنية اقتران قابلة للضبط ، والتي تضيف تقاطعات جوزيفسون بين الحلقات فائقة التوصيل التي تحمل الكيوبتات. تقلل هذه الإستراتيجية من الحديث المتبادل بين الكيوبتات ، مما يزيد من سرعة المعالجة ويقلل من الأخطاء. (تستخدم Google بالفعل مثل هذه البنية مع معالج Sycamore الذي تبلغ سعته 53 كيلوبت).
بالإضافة إلى ذلك ، تم تصميم معالجات Heron للتواصل الكلاسيكي في الوقت الفعلي مع بعضها البعض. تعني الطبيعة الكلاسيكية لهذه الروابط أن الكيوبتات الخاصة بها لا يمكن أن تتشابك عبر رقائق Heron من أجل نوع التعزيزات في قوة الحوسبة التي تُعرف بها المعالجات الكمومية. ومع ذلك ، فإن هذه الروابط الكلاسيكية تتيح تقنيات “حياكة الدائرة” التي يمكن من خلالها لأجهزة الكمبيوتر الكمومية الحصول على المساعدة من أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
على سبيل المثال ، باستخدام تقنية تُعرف باسم “تشكيل التشابك” ، وجد باحثو IBM أنهم يستطيعون محاكاة الأنظمة الكمية مثل الجزيئات باستخدام نصف عدد الكيوبتات المطلوبة عادةً. يقسم هذا النهج النظام الكمي إلى نصفين ، ونماذج كل نصف على حدة على كمبيوتر كمي ، ثم يستخدم الحوسبة الكلاسيكية لحساب التشابك بين كلا النصفين وربط النماذج معًا.
https://www.youtube.com/watch؟v=nZu5hutqANkIBM Quantum State of the Union 2022
في حين أن هذه الروابط الكلاسيكية بين المعالجات مفيدة ، تنوي شركة IBM في النهاية استبدالها. في عام 2024 ، أ
تهدف الشركة إلى إطلاق Crossbill، معالج 408 كيلوبت مصنوع من ثلاث شرائح ميكروية مقترنة ببعضها البعض عن طريق روابط اتصالات كمومية قصيرة المدى ، و Flamingo ، وهي وحدة قياس 462 كيلوبت تخطط لتوحيدها عن طريق روابط اتصالات كمومية بطول متر واحد تقريبًا في نظام 1،386 كيوبت. إذا نجحت هذه التجارب في الاتصال ، تهدف IBM إلى الكشف عن وحدة Kookaburra التي يبلغ حجمها 1،386 كيلوبت في عام 2025 ، مع روابط اتصالات كمومية قصيرة وطويلة المدى تجمع بين ثلاث وحدات من هذا القبيل في نظام 4158 كيلوبت.
يقول فرانكو نوري ، كبير العلماء في مختبر فيزياء الكم النظري في معهد أبحاث Riken في اليابان ، إن إستراتيجية IBM المنهجية المتمثلة في “استهداف التحسينات خطوة بخطوة معقولة جدًا ، ومن المرجح أن تؤدي إلى النجاح على المدى الطويل”.
قفزات IBM الكمية في مجال البرمجيات
في عام 2023 ، تخطط IBM أيضًا لتحسين برمجياتها الأساسية لمساعدة المطورين على استخدام الحوسبة الكمومية والكلاسيكية في انسجام مع السحابة. يقول تشاو: “إننا نضع الأساس لما يبدو عليه الكمبيوتر العملاق المتمركز في الكم”. “نحن لا نرى المعالجات الكمومية متكاملة تمامًا ولكن مجمعة بشكل فضفاض.” ويوضح أن هذا النوع من الإطار سيمنح المرونة اللازمة لاستيعاب الترقيات المستمرة التي من المحتمل أن تشهدها الأجهزة والبرامج الكمومية.
في عام 2023 ، تخطط شركة IBM للبدء في وضع نماذج أولية لتطبيقات البرامج الكمومية. بحلول عام 2025 ، تتوقع الشركة تقديم مثل هذه التطبيقات في التعلم الآلي ، ومشكلات التحسين ، والعلوم الطبيعية ، وما بعدها.
يأمل الباحثون في نهاية المطاف في استخدام تصحيح الخطأ الكمومي للتعويض عن الأخطاء التي قد ترتكبها المعالجات الكمومية. تنشر هذه المخططات البيانات الكمومية عبر كيوبتات زائدة عن الحاجة ، مما يتطلب كيوبتات فيزيائية متعددة لكل كيوبت منطقي مفيد. بدلاً من ذلك ، تخطط شركة IBM لدمج مخططات التخفيف من الأخطاء في نظامها الأساسي بدءًا من عام 2024 ، لمنع هذه الأخطاء في المقام الأول. ولكن حتى إذا كانت أخطاء الخلاف تتطلب الكثير من الكيوبتات ، فيجب أن تكون شركة IBM في وضع جيد مع أمثال Condor التي يبلغ حجمها 1121 كيوبت.
تظهر هذه المقالة في إصدار يناير 2023 للطباعة كـ “قفزة الكم الخاصة بـ IBM.”
من مقالات موقعك
مقالات ذات صلة حول الويب
اكتشاف المزيد من عرب نيوز للتقنية
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
