IBM dio a conocer su camino para construir la primera gran escalera del mundo, tolerante a fallas Computadora cuántica, configurando el tablas para computación cuántica ejercicio y escalable.

Entregado para 2029, IBM Quantum Starling se construirá en un nuevo centro de datos cuántico de IBM en Poughkeepsie, Nueva York y se aplazamiento que realice 20,000 veces más operaciones que las computadoras cuánticas de hoy.

Representar el estado de un Starling de IBM requeriría la memoria de más de un Quindecillion (10^48) de las supercomputadoras más poderosas del mundo.

Con Starling, los usuarios podrán explorar completamente la complejidad de sus estados cuánticos, que están más allá de las propiedades limitadas que pueden penetrar a las computadoras cuánticas actuales.

IBM, que ya opera una gran flota universal de computadoras cuánticas, está liberando una nueva hoja de ruta de exposición cuántico que describe un plan viable y definitivo para construir una computadora cuántica ejercicio y tolerante a fallas.

“IBM está trazando la próxima frontera en computación cuántica”, dijo Arvind Krishna, presidente y CEO de IBM, en un comunicado. “Nuestra experiencia en matemáticas, física e ingeniería está allanando el camino para una computadora cuántica a gran escalera y tolerante a fallas, una que resolverá desafíos del mundo efectivo y desbloqueará inmensas posibilidades para los negocios”.

Una computadora cuántica a gran escalera y tolerante a fallas con cientos o miles de qubits lógicos podría tolerar a sitio cientos de millones a miles de millones de operaciones, lo que podría acelerar el tiempo y la eficiencia de costos en campos como el exposición de fármacos, el descubrimiento de materiales, la química y la optimización.

Starling podrá penetrar a la energía computacional requerida para estos problemas ejecutando 100 millones de operaciones cuánticas utilizando 200 qubits lógicos. Será la colchoneta de IBM Blue Jay, que será capaz de ejecutar mil millones de operaciones cuánticas sobre 2,000 qubits lógicos.

Un qubit deductivo es una pelotón de una computadora cuántica corregida por error encargada de juntar información cuántica de un qubit. Se puede hacer de múltiples qubits físicos que trabajan juntos para juntar esta información y controlar mutuamente para obtener errores.

Al igual que las computadoras clásicas, las computadoras cuánticas deben corregirse por error para ejecutar grandes cargas de trabajo sin fallas. Para hacerlo, los grupos de qubits físicos se utilizan para crear un número pequeño de qubits lógicos con tasas de error más bajas que los qubits físicos subyacentes. Las tasas de error de qubit lógicas se suprimen exponencialmente con el tamaño del clúster, lo que les permite ejecutar un maduro número de operaciones.

Crear un número creciente de qubits lógicos capaces de ejecutar circuitos cuánticos, con la pequeño cantidad de qubits físicos posible, es fundamental para la computación cuántica a escalera. Hasta hoy, no se ha publicado un camino claro para construir un sistema tan tolerante a fallas sin gastos generales de ingeniería poco realista.

El camino con destino a la tolerancia a fallas a gran escalera

El éxito de ejecutar una cimentación eficaz tolerante a fallas depende de la comicios de su código de corrección de errores y cómo el sistema está diseñado y creado para permitir que este código se escalera, dijo IBM.

Los códigos de corrección de errores alternativos y tipificado de oro alternativos presentan desafíos de ingeniería fundamental. Para subir, requerirían un número inviable de qubits físicos para crear suficientes qubits lógicos para realizar operaciones complejas, lo que requiere cantidades poco prácticas de infraestructura y electrónica de control. Esto los hace poco probable que puedan implementarse más allá de los experimentos y dispositivos a pequeña escalera, dijo IBM.

Una computadora cuántica tolerante a fallas a gran escalera requiere una cimentación que es:

• Tolerante a fallas para suprimir suficientes errores para algoritmos efectos para tener éxito.
• Capaz de preparar y calcular los qubits lógicos a través del cálculo.
• Capaz de aplicar instrucciones universales a estos qubits lógicos.
• Capaz de decodificar mediciones de qubits lógicos en tiempo efectivo y puede alterar
  instrucciones posteriores.
• Modular a escalera a cientos o miles de qubits lógicos para funcionar más complejos
  algoritmos.
• Lo suficientemente eficaz como para ejecutar algoritmos significativos con bienes físicos realistas,
  como energía e infraestructura.

Hoy, IBM presenta dos nuevos documentos técnicos que detallan cómo resolverá los criterios restantes para construir una cimentación a gran escalera y tolerante a fallas.

Un papel presenta cómo dicho sistema procesará las instrucciones y ejecutará operaciones de modo efectiva con los códigos QLDPC. Este trabajo se plinto en un enfoque progresista para la corrección de errores que se presenta en la portada de la naturaleza que introdujo códigos de comprobación de paridad de desestimación densidad cuántica (QLDPC). Este código reduce drásticamente el número de qubits físicos necesarios para la corrección de errores y los recortaduras requeridos en la sobrecarga en aproximadamente un 90 por ciento, en comparación con otros códigos principales. Encima, establece los bienes necesarios para ejecutar programas cuánticos a gran escalera para demostrar la eficiencia de dicha cimentación sobre otros.

El segundo papel describe cómo decodificar eficientemente la información de los qubits físicos y traza una ruta para identificar y corregir errores en tiempo efectivo con los bienes informáticos convencionales.

De la hoja de ruta a la verdad

La nueva hoja de ruta cuántica de IBM describe los hitos de tecnología secreto que demostrarán y ejecutarán los criterios para la tolerancia a las fallas. Cada nuevo procesador en la hoja de ruta aborda desafíos específicos para construir sistemas cuánticos que sean modulares, escalables y corregidos por error.

IBM Quantum Loon, esperado en 2025, está diseñado para probar los componentes de cimentación para el código QLDPC, incluidos los “acopladores C” que conectan los qubits a distancias más largas en el interior del mismo chip.

IBM Quantum Kookaburra, esperado en 2026, será el primer procesador modular de IBM diseñado para juntar y procesar información codificada. Combinará la memoria cuántica con operaciones lógicas: el liga de construcción fundamental para subir sistemas tolerantes a fallas más allá de un solo chip.

IBM Quantum Cockature, esperado en 2027, enredará dos módulos Kookaburra usando “L-Couplers”. Esta cimentación unirá chips cuánticos juntos como nodos en un sistema más espacioso, evitando la aprieto de construir chips poco prácticamente grandes.

Juntos, estos avances están siendo diseñados para culminar en Starling en 2029.