Firma zajmująca się komputerami kwantowymi Quantuum przyspieszyła datę, kiedy według niej komputery kwantowe stanie się komercyjnie opłacalny. Badanie przeprowadzone przez McKinsey szacuje, że 5000 komputerów kwantowych będzie działających do 2030 r., ale może minąć 2035 r., zanim sprzęt i oprogramowanie będą łatwo dostępne do rozwiązywania złożonych obliczeniowo problemów.
Techniczna mapa drogowa Quntinuum pokazuje, że do 2029 roku firma będzie produkować maszynę o nazwie Apollo, która będzie miała tysiące fizycznych kubitów, co oznacza sprzęt z setkami logicznych kubitów i deklaruje „fizyczny wskaźnik błędów mniejszy niż 10-4”, według Quantinuum.
W poście na bloguGłówny naukowiec ds. algorytmów i innowacji w Quantinuum, Harry Buhrman, oraz współpracownik Quantinuum, Chris Langer, omówili, w jaki sposób program Apollo mógłby wykorzystać do 10 000 bramek do mniej złożonych zadań obliczeniowych i zastosować setki kubitów do dłuższych obliczeń.
„Do końca dekady nasz przyspieszony plan rozwoju sprzętu umożliwi stworzenie w pełni odpornego na błędy i uniwersalnego komputera kwantowego, który będzie w stanie wykonywać miliony operacji na setkach logicznych kubitów” – napisali.
Oczekuje się, że pierwsze obszary zastosowań dla Apollo będą dotyczyć odkryć naukowych w zakresie symulacji systemów kwantowych. Według Buhrmana i Langera obszary zastosowań obejmują odkrycia w zakresie nauki o materiałach, nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego, złożonych systemów magnetycznych, przejść fazowych i fizyka wysokich energii i inne.
Para powiedziała, że przyspieszyli plan dzięki trzem przełomom technologicznym. Pierwszym z nich jest to, co nazywają „problemem okablowania”, w którym sygnały sterujące muszą być wysyłane do każdego kubitu, aby wykonać niezbędne operacje wymagane do obliczeń, co oznacza, że liczba sygnałów sterujących wzrasta wraz z liczbą kubitów. Według Quntinuum jest to zarówno niepraktyczne, jak i niezwykle drogie. Aby to obejść, Quntinuum opracowało protokół, który nadaje współdzielone sygnały sterujące z kubitami ułożonymi w geometrii 2D.
Drugim osiągnięciem firmy jest praca nad redukcją tego, co Buhrman i Langer nazywają „błędami dwukubitowej bramki fizycznej”.
Trzecią jest to, co opisują jako łączność „wszystko do wszystkiego”. Niedawno zademonstrowano ją w firmie Microsoft, gdzie 56 kubitów fizycznych wykorzystano do wygenerowania 12 kubitów logicznych. Buhrman i Langer powiedzieli, że praca wykazała kilka eksperymentów, w tym powtarzane rundy korekcji błędów, gdzie błąd w końcowym wyniku był około 10 razy niższy niż bazowa wartość obwodu fizycznego.
Zanim firma będzie mogła dotrzeć do Apollo, wypuści Quntinuum Helios, zasilane przez Honeywellurządzenie, które według firmy będzie w stanie przekroczyć możliwości klasycznych komputerów w 2025 roku.
W 2027 roku firma planuje wprowadzić Quntinuum Sol, swój pierwszy dostępny komercyjnie komputer kwantowy oparty na siatce 2D. Quantinuum powiedział, że Sol będzie oferował setki fizycznych kubitów i będzie działał około dwa razy szybciej niż Helios, z dużo wyższym poziomem korekcji błędów. „Sol, będąc w pełni dwuwymiarową architekturą siatki, jest punktem wyjścia skalowalności dla znacznego zwiększenia rozmiaru planowanego dla Apollo” — napisali Buhrman i Langer.
„Apollo obiecuje szybszą, odporną na błędy przewagę kwantową przy mniejszych zasobach” – dodali.