Japan je službeno predstavio prvi potpuno operativni hibridni kvantni superračunalni sustav, spajajući moć svog superračunala Fugaku s novointegriranim kvantnim računalom Reimei. Ova inovacija predstavlja značajan iskorak u računalnim mogućnostima, omogućujući brže i složenije izračune u područjima poput fizike i kemije.
Novo doba hibridnog računarstva
Reimei, kvantno računalo s 20 kubita koje je razvila tvrtka Quantinuum, sada je u potpunosti integrirano u Fugaku, trenutno šesto najbrže superračunalo na svijetu. Smješten u istraživačkom institutu Riken u Saitami, pokraj Tokija, ovaj hibridni sustav dizajniran je za rješavanje izračuna koji bi klasičnim superračunalima trajali znatno duže.
Kvantno računarstvo dugo se smatra budućnošću visokih performansi, s potencijalom za rješavanje problema koje bi klasičnim strojevima trebalo milijune godina. No, zbog trenutnih ograničenja kvantne tehnologije, hibridni sustavi poput Reimei-Fugaku nude praktično rješenje kombiniranjem prednosti klasičnog i kvantnog računarstva.
Zašto je Reimei drugačiji
Za razliku od većine kvantnih računala koja koriste supravodljive kubite, Reimei se oslanja na ionske kubite. Ova tehnika podrazumijeva zarobljavanje nabijenih atoma (iona) unutar elektromagnetskog polja, gdje se njihova kvantna stanja precizno kontroliraju pomoću lasera. Ovakav pristup donosi nekoliko ključnih prednosti:
- Jače veze između kubita, omogućujući složenije izračune.
- Dulja vremena koherencije, smanjujući gubitak kvantnih informacija.
- Veću preciznost, poboljšavajući stabilnost sustava.
Osim toga, Reimei koristi inovativnu arhitekturu koja omogućuje fizičko premještanje kubita unutar sustava, proces poznat kao “ion shuttling”. Ova metoda pruža veću fleksibilnost u izvršavanju algoritama, čineći ga iznimno učinkovitim u kvantnim zadacima visoke preciznosti.
Rješavanje izazova kvantnog računarstva
Jedan od najvećih izazova u razvoju kvantnih računala je “šum” kubita, koji dovodi do pogrešaka u izračunima. Kako bi to ublažio, Reimei koristi logičke kubite—metodu u kojoj više fizičkih kubita pohranjuje iste informacije na različitim lokacijama. Ovaj princip smanjuje utjecaj kvarova pojedinačnih kubita, povećavajući pouzdanost sustava.
Quantinuum je nedavno ostvario značajan napredak u korekciji pogrešaka, smanjujući stopu grešaka logičkih kubita čak 800 puta u odnosu na fizičke kubite. Integracijom ovih poboljšanja, Reimei omogućuje visoko precizne računske rezultate.
Dok je Reimei-Fugaku prvi potpuno operativni hibridni kvantni superračunalni sustav, drugi projekti su također u razvoju. Godine 2024. tvrtka IQM integrirala je 20-kubitni kvantni procesor u njemačko superračunalo SuperMUC-NG, no taj sustav još uvijek prolazi testiranja. IQM je također najavio planove za veće kvantne integracije, uključujući 54-kubitni sustav u 2025. i 150-kubitni čip u 2026.
