Рига: -5°С
Научный прорыв или революция для масс? IBM представила чип Condor
Корпорация IBM вновь оказалась в центре внимания мировой технологической общественности, анонсировав создание квантового процессора с беспрецедентным количеством кубитов — свыше тысячи. Конкретно, речь идет о чипе под названием Condor, представленном 4 декабря 2023 года, который содержит 1121 сверхпроводящий кубит, уложенный в гексагональную решетку. Этот аппаратный шаг, несомненно, является знаковым для индустрии, выводя на новый уровень возможности масштабирования квантовых вычислений.
Для неспециалистов это звучит как обещание невообразимого ускорения всех процессов, но эксперты и сама IBM предостерегают от поспешных выводов. Как и в случае с предыдущими вехами, например, 433-кубитным Osprey, этот прорыв ориентирован прежде всего на научные исследования, а не на потребительский рынок. Основная ценность Condor заключается в демонстрации пути к созданию более мощных систем, что подтверждает амбициозные планы компании, озвученные еще в дорожной карте 2019 года.
Кубиты против Битов: В чем принципиальная разница
Чтобы понять значимость анонса, необходимо кратко вспомнить фундаментальное различие между классическими и квантовыми вычислениями. Привычный нам ноутбук оперирует битами — элементами, которые могут находиться только в одном из двух состояний: 0 или 1. Квантовые же компьютеры используют кубиты (квантовые биты).
Ключевое отличие кубитов кроется в феномене квантовой суперпозиции. Благодаря этому свойству, кубит может одновременно быть и нулем, и единицей, причем в определенной пропорции. Это позволяет квантовым машинам обрабатывать экспоненциально больше информации параллельно, решая определенные типы задач, недоступные классическим суперкомпьютерам. Принцип работы основан на использовании квантовых явлений, таких как суперпозиция и квантовая запутанность.
Однако этот потенциал сопряжен с огромными техническими трудностями. Кубиты крайне нестабильны и чувствительны к малейшим внешним воздействиям (шуму, температуре), что приводит к их быстрому состоянию ошибки — декогеренции. Чем больше кубитов, тем сложнее поддерживать их когерентность и управлять ими. Как отмечают эксперты, применительно к сверхпроводящей архитектуре IBM, задача масштабирования сталкивается с серьезными техническими препятствиями из-за малого времени жизни кубита.
Сдвиг фокуса: От количества к качеству
Парадоксально, но несмотря на создание самого большого процессора, IBM не планирует активно использовать Condor в своих новейших системах следующего поколения. Вместо этого, фокус сместился на меньший по размеру, но более качественный процессор — Heron, имеющий 133 кубита.
Решение IBM подчеркивает главный вызов современной квантовой инженерии: качество кубитов важнее их количества. Процессор Heron демонстрирует уровень ошибок, который в пять раз ниже, чем у Condor, что делает его более надёжным для реальных вычислений.
Квантовые компьютеры могут выполнять определенные вычисления, которые недоступны классическим компьютерам. Но для того, чтобы они могли заменить классические, им потребуется миллионы кубитов, а это сложная задача из-за высокой склонности кубитов к ошибкам.
Разработки, связанные с Condor, в частности, инновационные решения по охлаждению таких массивных чипов и усовершенствование кабельных систем, будут тем не менее интегрированы в новую модульную систему Quantum System Two. Эта платформа, в основу которой легли процессоры Heron, использует архитектуру, позволяющую добавлять вычислительные модули по мере необходимости, подобно конструктору LEGO. IBM также работает над стратегией снижения числа физических кубитов, необходимых для формирования одного надежного логического кубита, стремясь сократить это соотношение в десять раз и более.
Почему квантовый чип не заменит ваш MacBook или ПК
Самое важное для рядового пользователя: квантовый компьютер — это не «супер-ноутбук будущего». Он не заменит домашний компьютер, не подойдет для просмотра видео, работы с текстами, серфинга в интернете или современных игр. Их область применения — это узкоспециализированные, чрезвычайно сложные задачи, требующие моделирования на фундаментальном уровне.
- Химия и Материаловедение: Моделирование поведения сложных молекул для поиска новых лекарств или создания революционных материалов.
- Финансы и Оптимизация: Решение сложнейших задач оптимизации и финансового прогнозирования.
- Криптография: Теоретически, мощный, надежный квантовый компьютер может поставить под угрозу современные методы шифрования.
Кроме того, современные квантовые машины работают в крайне специфических условиях. Они требуют экстремального охлаждения, близкого к абсолютному нулю (-273°C), и массивного вспомогательного оборудования, что делает их чисто лабораторными установками.
По мнению экспертов, более реалистичным сценарием на ближайшую перспективу является развитие гибридных систем, где квантовый процессор будет выступать в роли высокопроизводительного сопроцессора для классического компьютера, решая лишь самые сложные оптимизационные подзадачи.
Латвия и глобальная квантовая гонка
Хотя анонс сделан американской корпорацией, развитие квантовых технологий — это глобальное соревнование, в котором заметный вклад вносит и регион Балтии. Несмотря на свои относительно небольшие размеры, Латвия уже получила неофициальное звание «маленькой квантовой державы».
По заявлению министра иностранных дел Латвии, до 20% всех существующих в мире квантовых алгоритмов основаны на разработках латвийских профессоров. В частности, латвийский специалист по «квантовому софту» Андрис Амбайнис упоминается как один из ведущих мировых экспертов в этой области. Более того, профессор Амбайнис ранее отмечал, что именно квантовые компьютеры могут в будущем представлять угрозу для существующих шифров, что подчеркивает важность развития как аппаратной, так и программной части технологии.
Такой высокий уровень компетенций в сфере «квантового софта» и теории, в сочетании с благоприятным инвестиционным климатом, позволяет Латвии оставаться в авангарде мировых разработок, даже если физическое создание гигантских чипов, как Condor, остается прерогативой крупнейших мировых IT-гигантов.
Следите за новостями на других платформах: