Starling: первая квантовая система, которую не смогут обойти даже 10⁴⁸ суперкомпьютеров

Крупнейшая в мире промышленная исследовательская организация — корпорация IBM — представила амбициозный план создания первого в истории крупномасштабного квантового компьютера с коррекцией ошибок. Новый проект под названием IBM Quantum Starling должен открыть путь к практическому применению квантовых вычислений уже к концу десятилетия. Компания рассчитывает, что именно это устройство станет поворотной точкой, сравнимой с появлением первых цифровых машин XX века.

Starling будет способен запускать квантовые цепи, содержащие более 100 миллионов логических вентилей, при этом система будет опираться на 200 логических кубитов — стабильных единиц квантовой информации, защищённых от ошибок. Для сравнения, современные квантовые компьютеры оперируют объёмами на порядок скромнее, а их вычислительная стабильность далека от уровня, необходимого для реальных задач в промышленности и науке.

Проект будет реализован на новой площадке IBM Quantum Data Center в штате Нью-Йорк, в городе Покипси. Срок — до 2029 года. Там же разместят инфраструктуру для следующего поколения системы, получившей имя IBM Quantum Blue Jay. По заявлению компании, Blue Jay получит уже 2000 логических кубитов и сможет выполнять до миллиарда квантовых операций — по сути, это квантовый эквивалент суперкомпьютера эксафлопсного класса, но с куда более сложной архитектурой.

Обновлённая квантовая дорожная карта IBM, представленная в июне 2025 года, называет Starling первым в мире реально функционирующим квантовым процессором, способным стабильно работать при высокой нагрузке. По утверждению компании, моделирование полного состояния этой системы потребовало бы больше памяти, чем могут предоставить 10⁴⁸ самых мощных суперкомпьютеров Земли. Такая сложность недостижима для классических вычислительных платформ — даже теоретически.

В отличие от существующих квантовых машин, которые предоставляют лишь ограниченный и фрагментарный доступ к внутренним свойствам кубитов, Starling обещает полноценную работу со всем квантовым пространством состояний. Это должно устранить нынешние ограничения, связанные с потерей точности при моделировании сложных систем.

Также новая технология станет базой для дальнейших скачков. Уже в этом году IBM собирается начать тестирование архитектуры Quantum Loon — экспериментального процессора, предназначенного для опробования компонентов, необходимых для реализации qLDPC-кодов (quantum Low-Density Parity Check). Этот метод исправления ошибок открывает путь к объединению удалённых кубитов через особые соединения на длинных дистанциях.

Следующим этапом станет выпуск в 2026 году Quantum Kookaburra — первого модульного процессора, в котором квантовая память и логика объединены в единую конструкцию. Этот элемент станет кирпичиком для построения более сложных систем, в том числе многочиповых. А уже в 2027 году компания представит Quantum Cockatoo — модуль, соединяющий два чипа Kookaburra с помощью так называемых L-связей, превращая их в сетевую вычислительную структуру.

Таким образом, IBM создаёт не только отдельные мощные чипы, но и инфраструктуру для соединения этих элементов в распределённую сеть. Так мы сможем обрабатывать масштабные задачи, от которых пока отказывается даже самый мощный классический софт — вроде моделирования лекарственных молекул или химических реакций с множеством переменных.

Одна из главных сложностей в квантовых вычислениях — неустойчивость кубитов. Малейшее внешнее вмешательство способно нарушить состояние системы. Именно поэтому IBM делает ставку на логические кубиты: они формируются из групп физических и умеют не только хранить данные, но и самостоятельно выявлять ошибки. Эффективность таких схем напрямую зависит от того, насколько экономно и стабильно реализована коррекция.

По словам разработчиков, новая архитектура qLDPC снижает накладные расходы почти на 90% по сравнению с другими распространёнными методами. Это позволяет уменьшить количество физических кубитов, необходимых для поддержания одного логического, и тем самым приближает новую квантовую эру.