شرکت IBM در نقشه راه جدید خود اعلام کرده است که تا سال ۲۰۲۹ قصد دارد نخستین ابرکامپیوتر کوانتومی بزرگ‌مقیاس با قابلیت اجرای ۱۰۰ میلیون عملیات و مقاوم در برابر خطا را با نام Starling عرضه کند.
به گزارش تکناک، بر اساس بیانیه رسمی شرکت IBM ابرکامپیوتر کوانتومی Starling حدود ۲۰ هزار برابر قدرتمندتر از بهترین کامپیوترهای کوانتومی فعلی خواهد بود و توانایی اجرای ۱۰۰ میلیون عملیات کوانتومی با استفاده از ۲۰۰ کیوبیت منطقی را خواهد داشت. طبق ادعای این شرکت، برای شبیه‌سازی وضعیت محاسباتی Starling به حافظه‌ای بیش از مجموع حافظه یک کویندسیلیون (۱۰⁴⁸) از قدرتمندترین ابرکامپیوتر‌های فعلی نیاز است.
فهرست مطالب
مراحل دستیابی به برتری کوانتومی
نقشه‌راه جدید شرکت IBM شامل چندین نقطه عطف است که در مسیر رسیدن به Starling به وقوع خواهند پیوست. یکی از مهم‌ترین مراحل، دستیابی به «برتری کوانتومی» در سال ۲۰۲۶ است؛ نقطه‌ای که رایانه‌های کوانتومی در کاربردهای واقعی از رایانه‌های کلاسیک پیشی می‌گیرند.
شرکت IBM قصد دارد در ادامه سال جاری میلادی، پلتفرم Quantum Loon را همراه با نخستین تراشه Nighthawk معرفی کند. این دو محصول به عنوان سکوی آزمایشی برای نمایش اولیه برتری کوانتومی طراحی شده‌اند و از کدهای تصحیح خطای qLDPC پشتیبانی خواهند کرد.
| سال | نقشه راه توسعه | نوآوری نرم‌افزار | نوآوری سخت‌افزار | پردازنده/کامپیوتر کوانتومی |
| 2016–2019 | اجرای مدارهای کوانتومی در پلتفرم IBM Quantum | IBM Quantum Experience | Canary، Albatross (16 کیوبیت)، Penguin (20 کیوبیت)، Prototype (53 کیوبیت) | Early |
| 2020 | انتشار عمومی نقشه راه چندبُعدی با تمرکز اولیه بر مقیاس‌پذیری | Qiskit (کیت توسعه متن‌باز برای ساخت و اجرای مدارهای کوانتومی) | Falcon (27 کیوبیت) – نمایش مقیاس‌پذیری با فناوری bump bonds | Falcon |
| 2021 | افزایش سرعت اجرای کوانتومی با Qiskit Runtime تا 100 برابر | Application modules، Qiskit Runtime (انت abstraction از طریق primitives) | Hummingbird – نمایش مقیاس‌پذیری با readout چندگانه | Eagle (127 کیوبیت) |
| 2022 | فعال‌سازی مدارهای پویا برای محاسبات بیشتر | Quantum Serverless – مفهوم جدید اجرای ترکیبی کلاسیک و کوانتومی | Osprey – مقیاس‌پذیری با سیگنال‌دهی چگال | Eagle |
| 2023 | افزایش سرعت با حالت‌های execution و سرورلس | AI-enhanced quantum، HPC integration | Condor، Heron (معماری مبتنی بر جفت‌کننده‌ها) | Heron (5K گیت، 133 کیوبیت) |
| 2024 | دقت بالا در اجرای مدارها با 5K گیت روی شبیه‌ساز کلاسیک و کوانتومی | کد اسیستنت، توابع، ابزار ترجمه پیشرفته کلاسیک | Flamingo، Crossbill | Heron (5K) |
| 2025 | تحویل ابزارهای HPC و کوانتومی برای اجرای مدارهای پیچیده | ابزار نگاشت ابزار، کتابخانه محاسباتی، ابزار پروفایلینگ | Kookaburra، Starling (نشان‌دهنده ماژول‌های کامل) | Nighthawk (7.5K گیت، 120 کیوبیت) |
| 2026 | نمونه‌های اولیه مزیت کوانتومی با HPC | دیکودر تصحیح خطا، شتاب‌دهنده جریان کاری | Cockatoo | Nighthawk (10K گیت، 120 کیوبیت) |
| 2027 | افزایش کیفیت مدار کوانتومی تا 10K گیت | ISA مقاوم در برابر خطا | Starling | Nighthawk (15K گیت، 120 کیوبیت) |
| 2028 | افزایش کیفیت مدار کوانتومی تا 15K گیت | کتابخانه‌های مدار | – | Nighthawk (15K) |
| 2029 | تحویل کامپیوتر کوانتومی مقاوم با 200 کیوبیت منطقی | – | – | Starling (100M گیت، 200 کیوبیت منطقی) |
| 2033+ | کامپیوترهای کوانتومی فراتر از میلیارد کیوبیت منطقی | – | – | Blue Jay (1B گیت، 2000 کیوبیت منطقی) |
رایانه Quantum Kookaburra در سال ۲۰۲۶ عرضه خواهد شد. این سامانه نخستین پردازنده ماژولار IBM است، که توانایی ذخیره و پردازش اطلاعات رمزگذاری‌شده را دارد. این نوآوری، زمینه را برای گسترش معماری‌های مقاوم در برابر خطا، فراتر از یک تراشه واحد فراهم می‌کند.
در ادامه، رایانه Quantum Cockatoo در سال ۲۰۲۷ وارد بازار می‌شود. این معماری با اتصال تراشه‌های کوانتومی به صورت گره‌هایی در یک سیستم بزرگ‌تر، راهی برای مقیاس‌پذیری گسترده بدون نیاز به ساخت تراشه‌های بزرگ و پیچیده فراهم می‌کند. در این مسیر، از پدیده درهم‌تنیدگی کوانتومی بهره گرفته خواهد شد.
ابرکامپیوتر کوانتومی Starling؛ نقطه اوج مسیر توسعه
تمامی مراحل فوق به تحقق پروژه Starling در سال ۲۰۲۹ منتهی می‌شوند؛ پروژه‌ای که به گفته IBM، حاصل سال‌ها تحقیق، آزمایش و توسعه در زمینه معماری‌های مقاوم در برابر خطا و در مقیاس بزرگ است. آروین کریشنا، مدیرعامل IBM، تأکید کرده است که این رایانه «قادر به حل چالش‌های واقعی جهان» خواهد بود و «امکاناتی عظیم برای کسب‌وکارها ایجاد خواهد کرد».
از جمله کاربردهای اصلی این سیستم می‌توان به توسعه دارو، کشف مواد جدید، شیمی محاسباتی و بهینه‌سازی اشاره کرد. همچنین شرکت IBM پیش‌بینی می‌کند که با گسترش معماری Starling، امکان استفاده از هزاران کیوبیت منطقی و اجرای میلیاردها عملیات کوانتومی فراهم شود.
نسل بعدی ابرکامپیوتر کوانتومی Starling
هرچند Starling نقطه اوج برنامه فعلی IBM به حساب می‌آید، اما پایان مسیر نیست. طبق نقشه‌راه منتشرشده، نسل بعدی رایانه‌های کوانتومی مقاوم در برابر خطا با معماری جدیدی به نام Blue Jay معرفی خواهد شد. این پلتفرم قرار است تا سال ۲۰۳۳ یا پس از آن به بازار عرضه شود و توان پردازشی آن می‌تواند به یک میلیارد گیت منطقی و دو هزار کیوبیت منطقی برسد.
رقابت با گوگل و سایر بازیگران حوزه کوانتومی
موضوع برتری کوانتومی پیش‌تر نیز خبرساز شده بود. گوگل در سال ۲۰۱۹ ادعای دستیابی به «سلطه کوانتومی» را مطرح کرد، اما این ادعا به سرعت از سوی IBM رد شد. اکنون و با برنامه‌ریزی دقیق IBM برای عرضه Starling، نگاه‌ها به رقابت مجدد این دو غول فناوری دوخته شده است. باید دید گوگل و سایر فعالان حوزه رایانش کوانتومی تا سال ۲۰۲۹ چه دستاوردهایی خواهند داشت.
