Ο πρωτοποριακός υβριδικός υπερυπολογιστής που ξεπερνά τα όρια
Σε μια σημαντική επιστημονική πρόοδο, μηχανικοί στην Ιαπωνία ενεργοποίησαν τον πρώτο υβριδικό κβαντικό υπερυπολογιστή στον κόσμο σύμφωνα με το Interesting engineering. Ο κβαντικός υπολογιστής Reimei, εξοπλισμένος με 20 qubits, ενσωματώθηκε στον Fugaku, τον έκτο ταχύτερο υπερυπολογιστή διεθνώς. Η πρωτοποριακή αυτή πλατφόρμα στεγάζεται στο επιστημονικό ινστιτούτο Riken στη Σαϊτάμα και αναμένεται να χρησιμοποιηθεί κυρίως σε έρευνες Φυσικής και Χημείας, επιταχύνοντας υπολογισμούς που απαιτούν εκτεταμένους χρόνους επεξεργασίας στους παραδοσιακούς υπερυπολογιστές.
Η δύναμη των κβαντικών υπολογιστών
Οι κβαντικοί υπολογιστές έχουν τη δυνατότητα να φέρουν επανάσταση στην επεξεργασία δεδομένων, ολοκληρώνοντας περίπλοκους υπολογισμούς σε λίγα λεπτά ή και δευτερόλεπτα – υπολογισμούς που ακόμη και οι ισχυρότεροι συμβατικοί υπολογιστές θα χρειάζονταν εκατομμύρια χρόνια να εκτελέσουν. Παρά τις τεράστιες προοπτικές τους, η αξιοπιστία και η κλιμάκωση των κβαντικών υπολογιστών παραμένουν προκλήσεις. Η υβριδική προσέγγιση, η οποία συνδυάζει τις δυνατότητες των υπερυπολογιστών με την κβαντική υπολογιστική ισχύ, προτείνεται ως μια βιώσιμη ενδιάμεση λύση.
Σε αντίθεση με τους περισσότερους κβαντικούς υπολογιστές που χρησιμοποιούν υπεραγώγιμα qubits, ο Reimei βασίζεται σε qubits παγιδευμένων ιόντων. Αυτή η τεχνολογία περιλαμβάνει τη συγκράτηση φορτισμένων ατόμων σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία και τη χρήση λέιζερ για τον ακριβή έλεγχο της κβαντικής τους κατάστασης. Τα qubits παγιδευμένων ιόντων προσφέρουν μεγαλύτερη σταθερότητα και καλύτερη συνοχή, αν και οι υπεραγώγιμες μέθοδοι εξασφαλίζουν ταχύτερη επεξεργασία και ευκολότερη παραγωγή.
Η επιλογή του κβαντικού υπολογιστή της Quantinuum για την ενσωμάτωση στον Fugaku δεν ήταν τυχαία. Η τεχνολογία της επιτρέπει τη φυσική μετακίνηση των qubits εντός του συστήματος, διευκολύνοντας τη δημιουργία πιο πολύπλοκων αλγορίθμων. Δεδομένου ότι τα qubits είναι επιρρεπή σε θόρυβο, απαιτούνται προηγμένες τεχνικές διόρθωσης σφαλμάτων για την αύξηση της ακρίβειας των υπολογισμών. Στο Reimei, τα φυσικά qubits συνδυάζονται για τη δημιουργία λογικών qubits, τα οποία μειώνουν την πιθανότητα σφαλμάτων και αυξάνουν τη σταθερότητα του συστήματος.
Το Reimei-Fugaku αποτελεί το πρώτο πλήρως λειτουργικό υβριδικό σύστημα παγκοσμίως, αλλά δεν είναι η μοναδική προσπάθεια προς αυτή την κατεύθυνση. Το 2024, η IQM ενσωμάτωσε έναν κβαντικό επεξεργαστή 20 qubits στον υπερυπολογιστή SuperMUC-NG στη Γερμανία. Η δοκιμαστική του φάση δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί. Η IQM σχεδιάζει να αυξήσει την ισχύ του συστήματός της με έναν κβαντικό επεξεργαστή 54 qubits το 2025 και 150 qubits το 2026.
Η εξέλιξη των κβαντικών υπολογιστών φέρνει την επιστημονική κοινότητα ένα βήμα πιο κοντά σε έναν νέο κόσμο υπολογιστικής ισχύος. Η υβριδική ενοποίηση των υπερυπολογιστών με την κβαντική τεχνολογία αποτελεί μια γέφυρα μεταξύ της κλασικής και της μελλοντικής υπολογιστικής, ανοίγοντας τον δρόμο για ανακαλύψεις που μέχρι πρότινος φάνταζαν αδύνατες.