Η επανάσταση των κβαντικών υπολογιστών φαίνεται ότι βρίσκεται ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα. Η IBM ανακοίνωσε πως έως το 2029 θα διαθέτει έναν πλήρως λειτουργικό κβαντικό υπολογιστή ικανό να διορθώνει τα δικά του λάθη, μια πρόκληση που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν ανυπέρβλητη. Το project αυτό, με την κωδική ονομασία Starling, ενδέχεται να αποτελέσει ορόσημο στην πορεία της υπολογιστικής τεχνολογίας.
Η προοπτική αυτή έρχεται σε αντίθεση με τις προβλέψεις του Gil Kalai, καθηγητή μαθηματικών στο Yale University, ο οποίος εδώ και χρόνια υποστηρίζει ότι οι κβαντικοί υπολογιστές δεν θα καταφέρουν ποτέ να ξεπεράσουν τις δυνατότητες των κλασικών υπολογιστών. Ο Kalai θεωρεί πως όσο αυξάνεται η πολυπλοκότητα των κβαντικών συστημάτων, αυτά τείνουν να συμπεριφέρονται με κλασικό τρόπο, χάνοντας το πλεονέκτημα που θεωρητικά προσφέρει η κβαντική υπεροχή. Παρόλα αυτά, οι εξελίξεις δείχνουν να διαψεύδουν τις απόψεις του.
Σήμερα, εταιρείες όπως η IBM και η καναδική Xanadu επενδύουν τεράστια κεφάλαια και πόρους προκειμένου να επιτύχουν αυτό που πριν από μερικά χρόνια έμοιαζε με επιστημονική φαντασία: τη δημιουργία ενός κβαντικού υπολογιστή που όχι μόνο θα επεξεργάζεται πληροφορίες με εξωπραγματική ταχύτητα, αλλά και θα μπορεί να αναγνωρίζει και να διορθώνει τα σφάλματά του, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.
Συγκεκριμένα, η IBM σχεδιάζει να κατασκευάσει το Starling στο νέο της κβαντικό κέντρο δεδομένων στο Poughkeepsie της Νέας Υόρκης. Ο υπολογιστής αυτός θα περιλαμβάνει 200 λογικά qubits, ένα τεχνολογικό επίτευγμα που αναμένεται να επιτρέψει την εκτέλεση έως και 100 εκατομμυρίων κβαντικών πράξεων, δηλαδή 20000 φορές περισσότερες σε σχέση με τα σημερινά συστήματα.
Τα λογικά qubits είναι το «κλειδί» για την αντιμετώπιση του μεγαλύτερου εμποδίου στην κβαντική τεχνολογία: τα σφάλματα. Σε αντίθεση με τα φυσικά qubits, τα οποία είναι εξαιρετικά ευάλωτα στον θόρυβο και στις εξωτερικές παρεμβολές, τα λογικά qubits βασίζονται στην έννοια της πλεοναστικής αποθήκευσης. Ένα λογικό qubit ουσιαστικά δημιουργείται από πολλά φυσικά qubits και περιλαμβάνει επαρκή πληροφορία ώστε να εντοπίζονται και να διορθώνονται σφάλματα σε πραγματικό χρόνο.
Η IBM ανακοίνωσε ότι έχει βρει μια λειτουργική προσέγγιση για να καταστήσει εφικτή αυτή τη διαδικασία, με αποτέλεσμα να δημοσιεύσει δύο τεχνικές μελέτες που αναλύουν τη μεθοδολογία υλοποίησης του Starling. Στο πρώτο άρθρο, περιγράφεται πώς ο υπολογιστής θα επεξεργάζεται εντολές με τρόπο αποδοτικό, ενώ στο δεύτερο αναλύεται ο τρόπος αποκωδικοποίησης της πληροφορίας που αποθηκεύεται στα φυσικά qubits και η στρατηγική που θα χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό και τη διόρθωση σφαλμάτων σε πραγματικό χρόνο, με τη βοήθεια κλασικών υπολογιστικών μέσων.
Η πορεία προς το Starling δεν είναι βέβαια στιγμιαία. Η IBM έχει ήδη προγραμματίσει μια σειρά ενδιάμεσων τεχνολογικών βημάτων τα οποία θα προηγηθούν. Προς τα τέλη του 2025, το project Quantum Loon θα δοκιμάσει μια νέα τεχνολογία σύνδεσης απομακρυσμένων qubits μέσα στο ίδιο chip. Το 2026, θα παρουσιαστεί ο Kookaburra, ο πρώτος modular επεξεργαστής της εταιρείας που θα μπορεί να αποθηκεύει και να επεξεργάζεται κωδικοποιημένες πληροφορίες.
Το 2027 αναμένεται η εμφάνιση του Cockatoo, που θα έχει την ικανότητα να συνδέει δύο μονάδες Kookaburra, αποδεικνύοντας έτσι ότι μπορεί να διαμορφωθεί ένα δικτυωμένο σύστημα πολλών κβαντικών chips. Το μεγάλο άλμα όμως θα έρθει με το Starling, ενώ το επιστέγασμα των προσπαθειών θα είναι το Blue Jay, ένας υπολογιστής με 2000 λογικά qubits και δυνατότητα εκτέλεσης ενός δισεκατομμυρίου κβαντικών λειτουργιών.
Εάν όλα εξελιχθούν σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα, η IBM και άλλες πρωτοπόρες εταιρείες θα έχουν καταφέρει να κάνουν πράξη ένα από τα πιο φιλόδοξα τεχνολογικά οράματα του 21ου αιώνα. Οι κβαντικοί υπολογιστές δεν θα είναι απλώς πιο γρήγοροι, αλλά θα είναι και πιο «έξυπνοι», ικανοί να ξεπερνούν τις αδυναμίες τους και να ανοίξουν τον δρόμο για λύσεις σε προβλήματα που σήμερα θεωρούνται άλυτα.
[via]
