IBM o‘z oldiga tarixiy vazifa qo‘ydi: 2028-yilga borib dunyodagi ilk xatolarni tuzata oladigan, keng ko‘lamli kvant kompyuterini ishga tushirish. “Starling” deb nomlangan ushbu loyiha 2029-yilda bulut orqali tijorat maqsadlarida foydalanishga topshirilishi kutilmoqda. Bu tizim hozirgi kvant kompyuterlarga nisbatan ancha kuchli bo‘lib, ilgari yechib bo‘lmaydigan deb hisoblangan murakkab ilmiy masalalarni hal etishga qodir bo‘ladi.
IBM ushbu loyihani joylashtirish uchun Nyu-York shtatining Poughkeepsie shahrida yangi maxsus inshoot qurilishini boshlab yuborgan. Starling modulli arxitekturaga ega bo‘lib, har bir modul o‘z ichiga bir nechta chiplarni oladi va ular bir-biri bilan uyg‘un ishlaydi. Bu esa kogerentlikni saqlagan holda hisoblash imkoniyatini oshiradi. IBM kvant tashabbusi bo‘yicha vitse-prezident Jay Gambetta bu bosqichni “ilmiy tajribalardan muhandislik darajasiga o‘tish” deb ta’rifladi.
Kvant kompyuterlari klassik tizimlardan farqli o‘laroq, ma’lumotni 0 va 1 lardan iborat oddiy bitlarda emas, balki bir vaqtning o‘zida bir nechta holatda mavjud bo‘la oladigan kubitlar orqali ifodalaydi. Bu kubitlar odatda mutlaq nolga yaqin haroratda ishlaydigan o‘ta o‘tkazuvchan zanjirlardan tayyorlanadi. Biroq, ular sezgir bo‘lgani sababli, kichik xatolar ham natijalarni butkul ishonchsiz holga keltirishi mumkin
Bu muammoni hal qilish uchun xatolarni tuzatish usuli bir nechta fizik kubitlar orqali bitta “mantiqiy kubit”ni kodlaydi. Buning narxi yuqori: ba’zi sxemalar bitta mantiqiy birlikni ifodalash uchun o‘nlab, hatto yuzlab fizik kubitlarni talab qiladi. IBM yondashuvi past zichlikdagi juftlikni tekshirish kodi deb ataladigan texnikadan foydalanib, samaradorlik va kengaytirishni muvozanatlashtirish maqsadida har bir mantiqiy kubit uchun xotirani saqlashda taxminan 12 ta fizik kubit ishlatishni ko‘zda tutadi. Bu taxminan Amazon Web Services kompaniyasining Ocelot tizimi bilan bir xil darajada bo‘lib, unda har bir mantiqiy birlik uchun to‘qqizta fizik kubitdan foydalaniladi. Google’ning yuzaki kodi esa 100 ga yaqin kubit talab qilgani sababli, undan samaraliroqdir.
IBM’ning o‘ziga xos jihati, kompaniya ta’kidlashicha, an’anaviy FPGA chiplari yordamida real vaqt rejimida xatolarni dekodlash qobiliyatidir. Bu real vaqt rejimidagi (on-the-fly) dekodlash – ya’ni mashinadan kelayotgan signal xato yoki to‘g‘ri natijani ko‘rsatayotganini aniqlash – xatolarni tuzatishni keng miqyosda amalga oshirish uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega deb hisoblanadi. Buyuk Britaniyada joylashgan Riverlane kvant startapining vakili Nil Gillespie IBM dekoderining texnik ishonchliligini maqtadi, ammo keng sanoat doirasida hali ham turli xil arxitekturalar va yondashuvlar sinovdan o‘tkazilayotganini ta’kidladi.
Starling bugungi kvant mashinalariga nisbatan sezilarli sakrashni anglatadi. Tizim 200 ta mantiqiy kubitni qo‘llab-quvvatlashi va 100 milliongacha ketma-ket mantiqiy amallarni ishonchli aniqlik bilan bajarishi kutilmoqda. Bunga qarama-qarshi o‘laroq, hozirgi mashinalar bunday operatsiyalarning atigi bir necha mingtasini bajara oladi. Gambettaning aytishicha, Google va Amazon kabi raqobatchilarning avvalgi xatolarni tuzatish namoyishlari faqat bitta mantiqiy kubit bilan cheklangan edi. “Bular kichik miqyosdagi gadjet tajribalari,” dedi u. “Starling xatolarni tuzatishni ancha katta ko‘lamda namoyish qiladi.”
Shunday bo‘lsa-da, Starling amaliy muammolarni hal qila oladimi, degan savol hamon o‘rtada turibdi. Illinoys universiteti Urbana-Champaign fizigi Volfgang Pfaffning ta’kidlashicha, ba’zi mutaxassislar kimyo yoki kriptografiya kabi sohalarda foydali algoritmlarni ishga tushirish uchun milliardlab mantiqiy amallar zarur bo‘lishi mumkin, deb hisoblashadi. Starling bu ko‘rsatkichga erishmagani bilan, Pfaff uni “qiziqarli oraliq bosqich” deb atadi. IBM tomonidan moliyalashtirilgan, ammo Starling loyihasiga aloqador bo‘lmagan Pfaff, yo‘l xaritasi tajriba va muhandislik haqiqatlariga asoslangan, deb ta’kidladi. Biroq, u texnik muammolar jarayonni sekinlashtirishi mumkinligidan ogohlantirdi. “Bu birinchi marta amalga oshirilayotgan ish,” dedi u.
IBM Starling’ni bosqichma-bosqich rivojlantirmoqda. Avvalo, kompaniya shu yil oxirida Loon nomli chip orqali xatolardan xoli ma’lumotni ishonchli saqlashni ko‘rsatmoqchi. Keyingi bosqich – 2025-yilda Kukaburra nomli modulni taqdim etish. Unda kvant ma’lumotlarini saqlash va qayta ishlash imkoniyati bo‘ladi. 2027-yilda esa ikki Kukaburra modulining bog‘lanishi orqali Kokatoo nomli kattaroq tizim paydo bo‘ladi. Starling oxir-oqibatda 100 tagacha ulangan modulni o‘z ichiga olgan shaklda ishga tushiriladi.
Ushbu modulli yondashuv sanoatning kvant kompyuterlarini kengaytirish uslubidagi o‘zgarishni aks ettiradi – yaxlit chiplar o‘rniga kichikroq modullar tarmog‘iga ustunlik berilmoqda. Shuningdek, u IBMning Starlingdan tashqari keng qamrovli rejalarini ham ko‘rsatadi. Kompaniyaning keyingi rejalashtirilgan Blue Jay kvant tizimi 2000 ta mantiqiy kubitni o‘z ichiga olishi va bir milliard mantiqiy amallarni bajarishi mo‘ljallangan bo‘lib, ko‘pchilik iqtisodiy foyda uchun zarur deb hisoblagan miqyosga yetadi.
Nomlash haqida so‘z borganda, Gambetta jilmayib: “Men qushlarni yaxshi ko‘raman,” deya izoh berdi. Biroq bu so‘zlar ortida IBM’ning aniq muhandislikka tayanuvchi, izchil va uzoq muddatli yondashuvi mujassam.
Starling va undan keyingi tizimlar 2028-yilgacha rejalashtirilgan. Loyihalarning muvaffaqiyati hozircha kafolatlanmagan bo‘lsa-da, bir narsa ayon: IBM kvant texnologiyalari bo‘yicha global peshqadamlikni o‘z qo‘liga olishga qat’iy bel bog‘lagan.
Tayyorladi: Navro‘zaxon Bo‘riyeva
