شرکت IBM اولین کامپیوتر کوانتومی با بیش از 1000 کیوبیت را معرفی کرده است. با این وجود آن‌ها اعلام کرده‌اند که اکنون می‌خواهند تا تلاش‌های آینده‌ی خود را به جای آن‌ها افزایش دهند، به سمت مقاومت در برابر خطا در سیستم‌های خود پیشند.
سالهاست که IBM یک نقشه راه کوانتومی را دنبال می کند که در طی آن به ترتیب تعداد کیوبیت ها هر سال دو برابر می شود. چیپ معرفی شده در ۴ دسامبر با نام Condor، دارای ۱۱۲۱ کیوبیت ابررسانا به‌صورت یک الگوی لانه زنبوری است. این پروژه، در ادامه رکوردهای قبلی این شرکت که با عنوان پرنده نام‌گذاری شده، می‌شود. از این مجموعه می‌توان به چیپ 127 کیوبیتی در سال 2021 و چیپ 433 کیوبیتی در سال گذشته اشاره کرد.
کامپیوترهای کوانتومی امکان انجام محاسبات را دارند که از توان کامپیوترهای کلاسیک خارج می‌شوند. در این‌ها با بهره‌برداری از پدیده‌های کوانتومی منحصربه‌فرد مانند درهمتنیدگی و برهمنهی کوانتومی، چندین کیوبیت می‌توانند در یک زمان در چند حالت جمعی مختلف وجود داشته باشند.
با این وجود حالت‌های کوانتومی بسیار شیک‌کننده بوده و خطای زیادی دارند. فیزیکدانان سعی کرده‌اند این مشکل را با استفاده از چندین کیوبیت فیزیکی، که هرکدام در یک مدارک ابررسانا یا یک یون منفرد کدگذاری شده است، حل کنند. این فرآیند به منظور نمایش یک کیوبیت از اطلاعات یا 'کیوب منطقی' انجام می‌شود.
به عنوان بخشی از این راهبرد جدید، این شرکت همچنین یک چیپ را با نام هرون معرفی کرد که دارای 133 کیوبیت است، اما میزان خطای سه برابر کمتر از پردازش‌گر کوانتومی قبلی آن‌ها بوده است که خود رکوردی جدید به شماره می‌رود.
پژوهشگران به طور کلی اعلام کرده‌اند که تکنیک‌های اصلاح خطای جدی نیازمند بیش از 1000 کیوبیت برای هر کیوبیت منطقی هستند. بنابراین سیستمی که قادر به انجام محاسبات مفید و درست باشد، باید میلیون‌ها کیوبیت داشته باشد.
در ماههای اخیر، علاقه مندی فیزیک به یک طرح جایگزین تصحیح خطا به نام quantum low-density parity check (qLDPC) افزایش یافته است. طبق تحقیقات IBM، این روش می‌تواند آن را به یک عامل ۱۰ یا بیشتر کاهش دهد. این شرکت اعلام کرد که اکنون قصد دارد تا بر روی ساخت چیپ‌هایی با ایجاد کیوبیت طراحی شده با روش qLDP در تعداد 400 یا همان تعداد کیوبیت‌ها و ترکیب این چیپ‌ها با چندین ساختار کند.
با این حال، این دیدگاه به کمک روش‌های ابررسانا بسیار چالش‌برانگیز به نظر می‌رسد و احتمالاً سال‌ها طول می‌کشد تا حتی یک آزمایش مفهومی در این پلتفرم انجام شود. از این رو مطالعه‌های مشابه برای امکان پیاده‌سازی qLDPC با استفاده از ابزارهای منفرد به جای حلقه‌های ابررسانایی نیز در حال انجام است.
چالش دیگر این است که در تکنیک qLDPC به طور مستقیم هر کیوبیت نیازمند به حداقل شش کیوبیت دیگر است. در چیپ‌های ابررسانای معمولی، هر کیوبیت تنها به دو یا سه همسایه وصل می‌شود. با این وجود، گفته می‌شود که برنامه این شرکت است که یک لایه به طراحی چیپ‌های کوانتومی خود اضافه می‌کند تا اتصالات اضافی مورد نیاز توسط روش qLDPC را ایجاد کند.
نقشه‌راه جدید IBM در تحقیقات کوانتومی خود که در ۴ دسامبر رونمایی شد، پیش‌بینی می‌کند که این شرکت تا پایان این دهه، به محاسبات مفیدی شبیه‌سازی عملکرد مولکول‌های کاتالیست دست خواهد داد.
منبع
