Епічний сигнал! Величезні китові інвестиції з Уолл-стріт повністю вкладаються у цей "кінцевий обчислювальний" сегмент, і до 2029 року він може викликати фінансовий цунамі, яке зрівняється з $BTC!

Нещодавно на закритій зустрічі для інвесторів компанія IBM чітко окреслила часову лінію розвитку квантових обчислень. Вони впевнені, що шлях на основі надпровідників переможе у конкуренції за загальне квантове обчислення, і визначили два ключові етапи: до 2026 року досягти квантової переваги, а до 2029 — досягти коректних (захищених) обчислень. Останнє вони називають «ChatGPT-моментом» у сфері квантових технологій.

Керівник відділу технологій у IBM Research зазначив, що галузь вже перейшла у «практичну стадію». Зараз системи з приблизно 100 квантовими бітами та двобітовою помилкою близько тисячної частки вже перевищують можливості класичних комп’ютерів у моделюванні.

Наступна якісна зміна очікується у 2026 році. Тоді процесор під кодовою назвою «Nighthawk» забезпечить «чисту, строгий та доведений» квантовий перевагу. Аналіз ринку показує, що недавні прориви у контролі помилок, масштабованості систем і інтеграції з класичними обчисленнями створюють реальні підстави для цього графіка.

Цей технічний керівник підкреслив, що для обговорення квантових обчислень потрібно спершу зрозуміти, що таке «загальне квантове обчислення». Це не просто бінарні біти, а використання безперервних квантових станів для кодування інформації, кількість якої зростає експоненційно з кількістю квантових бітів. IBM обрала шлях на основі надпровідників, орієнтуючись на три ключові показники: якість, масштабованість і швидкість.

Що стосується якості, то помилка одного квантового біта за останні шість років знизилася з десятих до десятих тисячних. Що стосується масштабованості, надпровідні квантові біти можна виготовляти за допомогою зрілої технології фотолітографії, що дуже сумісна з існуючими виробничими лініями напівпровідників. За швидкістю їх операції у двері (gates) у кілька тисяч разів швидше за конкуренти — іонні пастки, нейтральні атоми тощо.

Він вважає, що сумісність із виробництвом напівпровідників і багаторічний досвід у мікрохвильовій інженерії дають надпровідним квантовим бітам структурну перевагу, яку важко зруйнувати.

Зараз основна перешкода масштабування квантових процесорів з фізичної точки зору перемістилася у сферу інженерної реалізації. Основні виклики — підвищення щільності контрольних ліній у системах при близькості до абсолютного нуля, управління тепловими навантаженнями в екстремальних умовах, підтримка однорідності продуктивності та рівня виробництва при збільшенні кількості квантових бітів до сотень і тисяч, а також інтеграція керуючих електронних пристроїв, здатних працювати у таких умовах.

Ці виклики — саме те, у чому сильна напівпровідникова індустрія. Довготривалий досвід IBM у галузі фотолітографії, матеріалознавства, низькотемпературних технологій і мікрохвильового контролю створює основу для комерціалізації масштабних квантових процесорів.

Технологічна дорожня карта IBM складається з трьох етапів. Зараз ми знаходимося у «практичній стадії». 2026 рік — перший ключовий етап, коли за допомогою процесора Nighthawk буде досягнуто квантової переваги. Компанія навіть створила відкритий «трекер квантової переваги», щоб забезпечити прозорість і можливість перевірки результатів.

А 2029 рік стане справжнім переломним моментом. Тоді система досягне коректних (захищених) квантових обчислень, очікується, що вона матиме близько 200 логічних квантових бітів і зможе виконувати близько 100 мільйонів гейт-операцій — у чотири порядки більше, ніж зараз, при 5000.

Цей керівник чітко заявив, що класичні та квантові обчислення довгостроково співіснуватимуть і доповнюватимуть одне одного, а не замінювати. Класичні обчислення незамінні у арифметичних операціях, а квантові — у задачах, де класичні комп’ютери працюють дуже повільно, наприклад, у розкладанні великих чисел.

Ключове розуміння полягає в тому, що самі квантові обчислення породжують нові потреби у класичних обчислювальних ресурсах. Зокрема, у майбутніх системах з корекцією помилок декодування буде споживати величезну кількість класичних обчислень. Наступна хвиля інновацій — у гібридних алгоритмах, що поєднують квантові та класичні обчислення, — висуває високі вимоги до затримки у комунікації між ними.

Це також пояснює, чому IBM нещодавно співпрацює з компаніями на кшталт AMD, щоб тісно поєднати класичну та квантову обчислювальні потужності, розглядаючи їх як єдину обчислювальну стеку.

На рівні застосувань перша реалізація квантової переваги очікується у галузі матеріалознавства та хімії, оскільки квантова механіка є їхньою базовою мовою. У фінансах і логістиці — у складних задачах оптимізації, де класичні алгоритми часто стикаються з обмеженнями масштабованості.

Стратегія IBM зосереджена на переході від вирішення ізольованих задач до охоплення чотирьох основних класів алгоритмів: динамічних систем і диференціальних рівнянь, систем Гамільтона і лінійної алгебри, комбінаторної оптимізації та випадкових процесів. Ці алгоритми становлять ядро корпоративних ключових обчислень.

Керівник прогнозує, що після досягнення зрілості систем з корекцією помилок у 2029 році, вони викличуть революційні зміни у багатьох галузях — фінансах, логістиці, енергетиці — у багатокритеріальній оптимізації, і їхній вплив буде не меншим за появу ChatGPT. Після цього очікується глибша революція у галузях матеріалознавства, хімії та розробці нових ліків.

Для ринку обчислювальних потужностей це означає нову хвилю величезного попиту. Це не лише квантові процесори, а й масштабна класична інфраструктура для їх підтримки та новий парадигмальний рівень обчислень, що виникне у результаті глибокої інтеграції обох технологій.