IBM представя нова пътна карта към ерата на практичните квантови изчисления; Планове за доставка на 4000+ Qubit система


• Оркестриран от интелигентен софтуер, нови модулни и мрежови процесори за използване на силните страни на квантовите и класическите, за да се постигне краткосрочно квантово предимство

• Qiskit Runtime за широко увеличаване на достъпността, простотата и мощността на квантовите изчисления за разработчиците

• Възможността за мащабиране, без компромис със скоростта и качеството, ще положи основите на квантово-центричните суперкомпютри

• Водещи Quantum-Safe възможности за защита на днешните корпоративни данни от атаки „събиране на реколтата сега, дешифриране по-късно“

10 май 2022 г

Армонк, Ню Йорк, 10 май 2022 г. – IBM (NYSE: IBM) днес обяви разширяването на своята пътна карта за постигане на мащабни, практични квантови изчисления. Тази пътна карта подробно описва планове за нови модулни архитектури и мрежи, които ще позволят на квантовите системи на IBM да имат по-голям брой кубити – до стотици хиляди кубити. За да им позволи скоростта и качеството, необходими за практически квантови изчисления, IBM планира да продължи изграждането на все по-интелигентен слой за оркестриране на софтуера за ефективно разпределение на работните натоварвания и абстракция на предизвикателствата на инфраструктурата.

Работата на IBM да въведе ера на практически квантови изчисления ще използва три стълба: здрав и мащабируем квантов хардуер; авангарден квантов софтуер за оркестриране и активиране на достъпни и мощни квантови програми; и широка глобална екосистема от организации и общности, готови за квантове.

„Само за две години нашият екип постигна невероятен напредък по съществуващата ни квантова пътна карта. Изпълнението на нашата визия ни даде ясна видимост за бъдещето на квантовите технологии и какво ще е необходимо, за да ни отведе до ерата на практичните квантови изчисления“, каза Дарио Гил, старши вицепрезидент, директор на изследванията, IBM. „С нашата платформа Qiskit Runtime и напредъкът в хардуера, софтуера и теоретичните цели, очертани в нашата пътна карта, ние възнамеряваме да въведе ера на квантово-центрични суперкомпютри, които ще отворят големи и мощни изчислителни пространства за нашата общност на разработчиците, партньорите и клиенти.”

IBM първоначално обяви своята квантова пътна карта през 2020 г. Оттогава компанията е изпълнила всяка от целите в своята времева линия. Това включва IBM Eagle, 127-кубитов процесор с квантови схеми, които не могат да бъдат надеждно симулирани точно на класически компютър, и чиято архитектура положи основата за процесори с все повече кубити. Освен това IBM осигури 120x ускорение на способността да се симулира молекула с помощта на Qiskit Runtime, контейнеризираната квантова изчислителна услуга и модел за програмиране на IBM, в сравнение с предишен експеримент през 2017 г. По-късно тази година IBM очаква да продължи по-рано поставените цели на своята пътна карта и разкрива своя 433-кубитов процесор, IBM Osprey.

През 2023 г. IBM ще напредне по целите си да изгради безпроблемно изживяване при разработка с Qiskit Runtime и работни потоци, изградени направо в облака, за да въведе подход без сървър в основния квантов софтуерен стек и да даде на разработчиците напреднала простота и гъвкавост. Този подход без сървър също ще отбележи критична стъпка в постигането на интелигентно и ефективно разпределение на проблемите между квантовите и класическите системи. Що се отнася до хардуера, IBM възнамерява да представи IBM Condor, първият в света универсален квантов процесор с над 1000 кубита.

IBM Quantum Roadmap

„Нашата нова квантова пътна карта показва как възнамеряваме да постигнем мащаба, качеството и скоростта на изчисленията, необходими за отключване на обещанието на квантовата технология“, каза Джей Гамбета, вицепрезидент на Quantum Computing и IBM Fellow. „Чрез комбиниране на модулни квантови процесори с класическа инфраструктура, оркестрирани от Qiskit Runtime, ние изграждаме платформа, която ще позволи на потребителите лесно да вграждат квантови изчисления в работните си процеси и така да се справят с основните предизвикателства на нашето време.

Представяне на модулни квантови изчисления

С тази нова пътна карта IBM се насочва към три режима на мащабируемост за своите квантови процесори.

Първият включва изграждане на възможности за класическа комуникация и паралелизиране на операции в множество процесори. Това ще отвори пътя към по-широк набор от техники, необходими за практически квантови системи, като подобрени техники за смекчаване на грешки и интелигентна оркестрация на работното натоварване, чрез комбиниране на класически изчислителни ресурси с квантови процесори, които могат да се разширят.

Следващата стъпка в предоставянето на мащабируема архитектура включва внедряване на съединители на ниво чип с малък обхват. Тези съединители ще свържат тясно множество чипове заедно, за да образуват ефективно един и по-голям процесор и ще въведат основна модулност, която е от ключово значение за мащабирането.

Третият компонент за постигане на истинска мащабируемост включва осигуряване на квантови комуникационни връзки между квантовите процесори. За да направи това, IBM предложи квантови комуникационни връзки за свързване на клъстери заедно в по-голяма квантова система.

И трите от тези техники за мащабируемост ще бъдат използвани за постигане на целта на IBM за 2025 г.: a 4000+ qubit процесор изграден с множество клъстери от модулно мащабирани процесори.

Прочетете пълни подробности в нашия блог: https://www.research.ibm.com/blog/ibm-quantum-roadmap-2025

Изграждане на структурата на квантово-центричния суперкомпютър

В тандем с хардуерни пробиви, пътната карта на IBM е насочена към софтуерни етапи за подобряване на потискането и смекчаването на грешки. Настоящият напредък, който се постига с тези техники, подобрява способността на квантовия софтуер да минимизира ефекта на шума върху приложението на потребителите и проправя пътя към коригираните от грешки квантови системи на бъдещето.

По-рано тази година IBM пусна Qiskit Runtime примитиви, които капсулират общи квантови хардуерни заявки, използвани в алгоритмите, в лесни за използване интерфейси. През 2023 г. IBM планира да разшири тези примитиви с възможности, които позволяват на разработчиците да ги изпълняват на паралелни квантови процесори, като по този начин ускоряват приложението на потребителя.

Тези примитиви ще подхранват целта на IBM да доставят Quantum Serverless в основния си софтуерен стек през 2023 г., за да позволят на разработчиците лесно да използват гъвкави квантови и класически ресурси. Като част от актуализираната пътна карта, Quantum Serverless също така ще положи основата за основната функционалност в софтуерния стек на IBM за интелигентно размяна и превключване между еластични класически и квантови ресурси; формиране на тъканта на квантово-центричния суперкомпютър.

Новите системи, насочени към разширената квантова пътна карта на IBM, ще бъдат проектирани да работят в IBM Quantum System Two. Вграждайки модулност и гъвкавост във всеки слой от технологичния стек, IBM Quantum System Two ще предложи инфраструктурата, необходима за успешно свързване на множество квантови процесори. Прототип на тази система е насочен към пускане в експлоатация през 2023 г.

IBM Quantum Safe

Днешното съобщение включва ангажимент за разширяване на лидерството в сигурността на IBM, за да изведе киберустойчивостта на ново ниво и да защити данните срещу бъдещи заплахи, които могат да се развият с очаквания напредък в квантовите изчисления. Съществува значителна загриженост, че данните, считани за сигурно защитени днес, вече могат да бъдат загубени за бъдещ квантов противник, ако бъдат откраднати или събрани сега за бъдещо декриптиране. Всички данни – минали, настоящи и бъдещи – които не са защитени с помощта на квантово безопасна сигурност, може един ден да бъдат изложени на риск. От това следва, че колкото по-дълго се отлага миграцията към квантово безопасни стандарти, толкова повече данни остават потенциално несигурни.

IBM е дом на някои от най-добрите криптографски експерти в световен мащаб, които са разработили квантово безопасни схеми, които ще могат да предоставят практически решения на този проблем. Понастоящем IBM работи в тясно сътрудничество със своите академични и индустриални партньори, както и с Националния институт за стандарти и технологии на САЩ (NIST), за да изведе тези схеми на преден план в технологиите за сигурност на данните.

Освен това IBM обявява предстоящото си портфолио на IBM Quantum Safe от криптографски технологии и консултантски опит, предназначени да защитят най-ценните данни на клиентите в ерата на квантите.

Портфолиото на IBM Quantum Safe има за цел да помогне на нашите клиенти, като предоставя:

  • Образование да разбере какво е различното с новата квантово безопасна криптография и какви са последиците за една организация. Проектиран за специалисти по сигурността и ръководители на IBM Квантово безопасно осъзнаване услугата осигурява редовен поток от стратегически прозрения за миграция към новото поколение квантово безопасна криптография.
  • Стратегическо ръководство от IBM Consulting през сервиза IBM Quantum Safe Scope Garage. Новата програма ще предложи насоки и образование от първа стъпка за приоритизиране на квантово безопасни инициативи за организации, съобразени с организационния риск, ИТ стратегията, зависимостите от веригата за доставки и операциите на екосистемата.
  • Оценка и откриване на риска използване на автоматизация за установяване на криптографски инвентар, зависимости и позиции за сигурност. Например, TSS zSystem Technical Services предлага zSystem Quantum Safe Assessment, който позволява на организациите бързо да разберат излагането на квантово базирани криптографски атаки.
  • Миграция към гъвкава и квантово безопасна криптография да даде възможност на организациите с модерни и гъвкави парадигми, като криптографски услуги. Например, IBM вече е внедрила гъвкава и квантово безопасна криптография за изграждане на z16, първата квантово безопасна мейнфрейм система на IBM, която използва квантово безопасна криптография.

Изявленията относно бъдещата посока и намерение на IBM подлежат на промяна или оттегляне без предизвестие и представляват само цели и задачи.

Относно IBM

За повече информация посетете: https://research.ibm.com/quantum-computing.

Контакти с медиите:

Хю Колинс
IBM Research Communications
Hughdcollins@ibm.com

Ерин Анджелини
IBM Research Communications
edlehr@us.ibm.com