Στην κούρσα για την κατασκευή ενός λειτουργικού κβαντικού υπολογιστή, ενός στόχου που συνδέει τη φυσική με την πληροφορική από τη δεκαετία του 1980, η γραμμή τερματισμού δείχνει πλέον να είναι πιο κοντά.
Μια σειρά από πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις ωθεί κορυφαίες εταιρείες τεχνολογίας να ανταγωνίζονται για το ποια θα μετατρέψει πρώτη τα εργαστηριακά πειράματα σε συστήματα πλήρους κλίμακας, όπως αναφέρουν οι Financial Times.
Τον Ιούνιο, η IBM ανακοίνωσε ότι ο δρόμος προς έναν τέτοιον υπολογιστή είναι πλέον σαφής, δημοσιεύοντας έναν οδικό χάρτη που καλύπτει τα κενά των προηγούμενων σχεδιασμών της. Οι κβαντικοί υπολογιστές υπόσχονται να επιλύσουν προβλήματα που υπερβαίνουν τις δυνατότητες των σημερινών συστημάτων, σε τομείς όπως το hardware και η τεχνητή νοημοσύνη. «Δεν μοιάζει πια με όνειρο», δήλωσε ο Τζέι Γκαμπέτα, επικεφαλής της κβαντικής πρωτοβουλίας της IBM. «Αισθάνομαι πραγματικά ότι σπάσαμε τον κώδικα και θα είμαστε σε θέση να κατασκευάσουμε αυτή τη μηχανή μέχρι το τέλος της δεκαετίας».
Αυτό εντείνει τον ανταγωνισμό με τη Google, η οποία ξεπέρασε ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στα τέλη του περασμένου έτους και δηλώνει επίσης έτοιμη να κατασκευάσει έναν κβαντικό υπολογιστή βιομηχανικής κλίμακας εντός του ίδιου χρονικού πλαισίου. «Όλες οι εναπομένουσες μηχανολογικές και επιστημονικές προκλήσεις mporo;yn », σημείωσε ο Τζούλιαν Κέλι, επικεφαλής του τμήματος hardware της Google Quantum AI.
Οι προκλήσεις
Παρά την επιστημονική πρόοδο, οι εταιρείες αντιμετωπίζουν ουσιώδεις μηχανολογικές δυσκολίες. Η μετάβαση σε βιομηχανική κλίμακα απαιτεί την επέκταση των συστημάτων από λιγότερα από 200 qubits —κβαντικές μονάδες πληροφορίας που μπορούν να βρίσκονται σε υπέρθεση και να εμπλέκονται μεταξύ τους— σε 1 εκατομμύριο ή περισσότερα.Το πιο δύσκολο εμπόδιο είναι η εγγενής αστάθεια των qubits, τα οποία διατηρούν την κβαντική τους κατάσταση για ελάχιστα κλάσματα του δευτερολέπτου. Αυτό οδηγεί σε «θόρυβο» όσο ο αριθμός των qubits αυξάνεται. Ο Τζέι Γκαμπέτα της IBM ανέφερε ότι η εταιρεία έχει αντιμετωπίσει τις παρεμβολές στο πειραματικό της τσιπ Condor και προχώρησε στην υιοθέτηση νέου τύπου ζεύξης για τη σύνδεση των qubits.
Κρίσιμη τεχνική για την αντιμετώπιση της αστάθειας είναι η διόρθωση σφαλμάτων. Μέχρι στιγμής, μόνο η Google έχει επιδείξει κβαντικό τσιπ ικανό να εκτελεί διόρθωση σφαλμάτων καθώς το μέγεθός του αυξάνεται. Σύμφωνα με τον Τζούλιαν Κέλι, κάθε προσπάθεια κλιμάκωσης χωρίς αυτή τη δυνατότητα θα κατέληγε σε «μια πολύ ακριβή μηχανή που παράγει θόρυβο». Η IBM, από την πλευρά της, διαφωνεί με την προσέγγιση της Google και προκρίνει διαφορετική μέθοδο διόρθωσης σφαλμάτων, η οποία, όπως υποστηρίζει, θα απαιτεί κατά 90% λιγότερα qubits. Ωστόσο, η τεχνική αυτή βασίζεται σε συνδέσεις μεγαλύτερης απόστασης μεταξύ των qubits, μια τεχνολογική πρόκληση που προς το παρόν την καθυστερεί.
Παρά τις διαφορετικές στρατηγικές, κοινές προκλήσεις παραμένουν: η μείωση της πολυπλοκότητας της καλωδίωσης και η ανάπτυξη μεγαλύτερων, εξειδικευμένων ψυγείων για τη φιλοξενία συστημάτων που λειτουργούν σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Εν τω μεταξύ, εταιρείες όπως η Amazon και η Microsoft αναπτύσσουν νέους σχεδιασμούς για qubits, οι οποίοι, αν και βρίσκονται σε πιο πρώιμο στάδιο, υπόσχονται μεγαλύτερη σταθερότητα και έλεγχο στο μέλλον.
