IBM zaprezentował zaawansowany procesor kwantowy o nazwie Eagle. Nowy układ ma 127 kubitów, blisko dwa razy więcej niż poprzedni procesor kwantowy IBM. Badania te są obiecującym krokiem naprzód w opracowaniu użytecznego komputera kwantowego. Maszyny te mogą zrewolucjonizować informatykę i wiele innych dziedzin, wykorzystując dziwny świat fizyki kwantowej do rozwiązywania problemów niedostępnych nawet dla najbardziej zaawansowanych klasycznych komputerów.
Eagle – to nazwa nowego procesora kwantowego opracowanego przez inżynierów z firmy IBM. Prace naukowców z technologicznego giganta są częścią wysiłków zmierzających do budowy superszybkich komputerów, znacznie przewyższających mocą obliczeniową tradycyjne maszyny. Firma nazwała swój nowy procesor „kluczowym na drodze do praktycznych obliczeń kwantowych”.
IBM o swoich osiągnięciach poinformował w komunikacie na stronie internetowej oraz podczas IBM Quantum Summit 2021, gdzie przedstawiciele firmy ogłosili również, że komputery z nowym procesorem zostaną udostępnione członkom sieci IBM Quantum Network. Gigant technologiczny poinformował również o pracach dotyczących dwóch innych, znacznie mocniejszych procesorów o nazwie Osprey i Condor, które mają zostać zaprezentowane w ciągu najbliższych dwóch lat.
Komputery kwantowe mogą znacznie przewyższać konwencjonalne maszyny. Mogą zmienić sposób projektowania nowych materiałów, leków, zarządzania logistyką, budowania sztucznej inteligencji czy łamania szyfrów. Dlatego firmy takie jak Google, Intel czy IBM przeznaczają grube miliony na opracowanie funkcjonalnego komputera kwantowego, jednak budowa tego typu maszyn przysparza inżynierom ogromnych trudności.
W ciągu ostatniej dekady wysiłki na rzecz budowy kwantowych komputerów zostały mocno zintensyfikowane, co zaowocowało kilkoma sukcesami. Inżynierowie z firmy Google pod koniec 2019 roku ogłosili osiągnięcie tzw. supremacji kwantowej, czyli uzyskania mocy obliczeniowej kwantowego układu przerastającej możliwości tradycyjnych komputerów. Zaprezentowany wówczas komputer o nazwie Sycamore, jak przekonywali uczeni z Google'a, w nieco ponad trzy minuty rozwiązał problem, który zająłby nawet najlepszym konwencjonalnym maszynom tysiące lat (więcej na ten temat w tekście: Google potwierdza supremację kwantową. 10 tys. lat obliczeń w 200 sekund). Rok później swój sprzęt zaprezentowali badacze z kilku chińskich instytucji naukowych, również ogłaszając supremację swojej maszyny nad klasycznymi komputerami. Ich komputer o nazwie Jiuzhang, osiągnął w ciągu kilku minut to, co na najlepszych istniejących superkomputerach zajęłoby miliony lat, twierdzili chińscy badacze (więcej na ten temat w tekście: Kwantowa supremacja Chin. Urządzenie Jiuzhang znacznie szybsze od superkomputerów).
Jednak obie maszyny znacznie różniły się od siebie. Tradycyjne komputery przeprowadzają obliczenia na bitach – seriach zer i jedynek. Ich kwantowe odpowiedniki korzystają z kubitów, czyli kwantowych bitów, a te mogą przybierać obie te wartości jednocześnie. To pozwala im szybciej rozwiązywać problemy niż klasyczne komputery. Sycamore został oparty na kubitach reprezentowanych przez mocno schłodzone materiały nadprzewodzące. Tymczasem Jiuzhang korzysta z fotonów.
Wszystkie procesory kwantowe firmy IBM, Eagle oraz te zapowiedziane, są oparte na materiałach nadprzewodzących.
Zaprezentowany procesor Eagle oznacza rekord w dziedzinie komputerów kwantowych opartych na materiałach nadprzewodzących. Poprzedni rekord liczby kubitów, który dzierżył procesor o nazwie Hummingbird, wynosił 64. 127 kubitów w procesorze Eagle sugeruje ogromny wzrost mocy obliczeniowej, jednak IBM nie opublikował jeszcze żadnych danych dotyczących wydajności swojej nowej maszyny, choć to nie powstrzymało firmy przed twierdzeniem, że stworzyła najmocniejszy na świecie komputer kwantowy oparty na nadprzewodnikach. Eksperci od obliczeń kwantowych przyznali, że potrzeba więcej szczegółów, aby ocenić, czy osiągnięcie firmy IBM stanowi znaczący postęp.
Przedstawiciele firmy zapowiadają, że procesor Eagle i dalszy jego rozwój to ważny krok w kierunku rozwoju i wykorzystania komputerów kwantowych, które będą w stanie nie tylko przewyższyć klasyczne komputery, ale także rozwiązać niektóre problemy, których przetworzenie zajęłoby tradycyjnym komputerom tysiące lat.
- Pojawienie się procesora Eagle jest ważnym krokiem w nową erę, w której komputery kwantowe będą w stanie przewyższyć te klasyczne pod względem użytecznych zastosowań – powiedział wiceprezes IBM i dyrektor ds. badań, dr Darío Gil. - Przetwarzanie kwantowe ma moc przekształcania prawie każdego sektora i pomoże nam w rozwiązywaniu największych problemów naszych czasów - dodał.
Procesor Eagle został zbudowany przy użyciu nowej techniki, która zawiera elementy sterujące kubitami umieszczone w architekturze wielu warstw fizycznych, przy czym kubity znajdują się w osobnej warstwie. IBM twierdzi, że taki układ pomaga w utrzymaniu stabilności. Twierdzi również, że ta technika zostanie wykorzystana w zapowiadanych procesorach Osprey i Condor. Według informacji firmy, pierwszy będzie miał 433 kubity, a drugi 1121.
Powstałe do tej pory procesory kwantowe mają bardzo ograniczone możliwości wykonywania zadań w ich obecnej formie i są jeszcze dalekie od praktycznych zastosowań, ale rosnąca skala każdego z nich może wkrótce doprowadzić do prawdziwego przełomu.
Źródło: IBM,Science X Network, fot. IBM
