IBM представила QPU Nighthawk и Loon: квантовое превосходство уже близко

На ежегодной конференции разработчиков квантовых технологий компания IBM объявила о достижениях, приближающих индустрию к рубежу квантового превосходства к 2026 году и отказоустойчивых квантовых вычислений к 2029 году. Среди наиболее значимых представленных решений — квантовые процессоры Nighthawk и Loon, а также обновленное ПО Qiskit. 

Центральным элементом презентации стал IBM Quantum Nighthawk — новейший квантовый процессор компании. Nighthawk объединяет 120 кубитов, связанных 218 настраиваемыми коннекторами нового поколения, что на 20% больше, чем у предыдущей архитектуры QPU Heron. Благодаря этой конфигурации разработчики смогут запускать на 30% сложнее квантовые схемы, чем раньше, при этом сохраняя низкий уровень ошибок. Новый процессор способен выполнять до 5000 двухкубитных вентилей, а будущие версии, запланированные на 2026-2028 годы, увеличат этот показатель до 15 000 вентилей благодаря интеграции более 1000 дополнительных активных кубитов, соединенных с помощью дальнодействующих связей.

IBM также запустила открытый трекер квантового превосходства — инициативу, направленную на прозрачную проверку достижений в области квантовых вычислений. Совместно с компаниями Algorithmiq, Flatiron Institute и BlueQubit IBM публикует результаты трех независимых экспериментов, демонстрирующих первые признаки превосходства квантовых систем над классическими методами. Алгоритмы, разработанные Algorithmiq, уже демонстрируют сложность, недостижимую для существующих классических симуляторов, что подтверждено независимыми моделированиями Flatiron Institute.

В направлении отказоустойчивости IBM представила экспериментальный процессор IBM Quantum Loon, который объединяет все ключевые компоненты, необходимые для создания крупномасштабной устойчивой квантовой системы. Loon тестирует архитектуру, основанную на многослойной маршрутизации с низкими потерями и технологиях “дальних соединителей”, связывающих кубиты на расстоянии внутри чипа. Важнейшим достижением стало успешное использование классического оборудования для декодирования квантовых ошибок в реальном времени менее чем за 480 наносекунд с применением кодов qLDPC — прорыв, достигнутый на год раньше запланированного срока. Это закладывает основу для будущих отказоустойчивых квантовых систем IBM.

Параллельно с развитием аппаратных решений IBM представила обновленную версию своего квантового стека Qiskit — наиболее производительного программного обеспечения для квантовых систем. Новая модель выполнения обеспечивает детальный контроль над динамическими схемами и повышает точность вычислений на 24% при использовании более 100 кубитов. Внедрение C-API позволяет интегрировать Qiskit в инфраструктуру высокопроизводительных вычислений и проводить коррекцию ошибок в реальном времени с ускорением до 100 раз. К 2027 году IBM планирует дополнить Qiskit библиотеками для задач машинного обучения, оптимизации и физических симуляций, чтобы решать фундаментальные проблемы химии и квантовой физики.

Чтобы ускорить разработку и повысить масштабируемость квантовых процессоров, IBM перенесла основное производство QPU на фабрику Albany NanoTech в Нью-Йорке, где чипы создаются на базе 300-миллиметровых кремниевых пластин. Это позволило компании удвоить скорость исследований, сократить время создания новых процессоров как минимум вдвое и увеличить физическую сложность чипов более чем в десять раз. Такой подход дает возможность вести несколько параллельных проектов и быстро переходить от лабораторных образцов к промышленным системам.

IBM делает уверенный шаг к практическому использованию квантовых вычислений. Сочетание архитектур Nighthawk и Loon, программного стека Qiskit нового поколения и масштабируемого производства формирует прочную основу для достижения квантового превосходства уже к 2026 году и создания первых отказоустойчивых квантовых компьютеров к концу десятилетия.