Οι Επιστήμονες του Όξφορντ Μειώνουν τα Κβαντικά Σφάλματα σε Ιστορικό Χαμηλό

Το αυξανόμενο ενδιαφέρον για την κβαντική τεχνολογία έχει φτάσει σε μέγεθος αγοράς που ξεπερνά το $1 δισεκατομμύριο και προβλέπεται να αξίζει περισσότερο από $170 δισεκατομμύρια μέχρι το 2040. Σύμφωνα με τη McKinsey, η κβαντική τεχνολογία θα μπορούσε να δημιουργήσει τρισεκατομμύρια δολάρια αξίας μέσα στην επόμενη δεκαετία. 

Στο οικοσύστημα της κβαντικής τεχνολογίας, η κβαντική υπολογιστική ειδικά διαθέτει τεράστιο δυναμικό. Συμπεριλαμβάνει τη χρήση της κβαντικής μηχανικής, η οποία απλώς ασχολείται με τη συμπεριφορά της ύλης και της ενέργειας σε ατομικό και υποατομικό επίπεδο, για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων. 

Η κβαντική υπολογιστική αναμένεται να έχει βαθύ αντίκτυπο σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της τεχνολογίας, της έρευνας, της επιστήμης, των χρηματοοικονομικών και της οικονομίας.

Σε αντίθεση με τους κλασικούς υπολογιστές, όπως τα φορητά μας, που αποθηκεύουν και επεξεργάζονται πληροφορίες σε bits, όπου κάθε bit είναι 0 ή 1, η βασική μονάδα στην κβαντική υπολογιστική είναι το qubit. Ένα κβαντικό τσιπ αποτελείται από πολλά κβαντικά bits, ή qubits, τα οποία είναι συνήθως υποατομικά σωματίδια όπως ηλεκτρόνια ή φωτόνια, που χειρίζονται και ελέγχονται από ειδικά σχεδιασμένα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.

Τα qubits μπορούν να βρίσκονται σε κατάσταση μηδέν, ένα, ή σε συνδυασμό και των δύο. Ο συνδυασμός, που ονομάζεται «κατάσταση υπερθέσης», είναι μια ιδιαίτερη ιδιότητα που επιτρέπει στους κβαντικούς υπολογιστές να αποθηκεύουν και να επεξεργάζονται εξαιρετικά μεγάλα σύνολα δεδομένων πολύ πιο γρήγορα από ακόμη και τους πιο ισχυρούς κλασικούς υπολογιστές.

Τώρα, υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι για να δημιουργηθούν αυτά τα qubits, όπως η χρήση ημιαγωγών, φωτονικής, υπεραγώγιμων συσκευών και άλλων προσεγγίσεων.

Η ποιότητα των qubits είναι εξαιρετικά σημαντική εδώ. Ωστόσο, είναι ευαίσθητα σε σφάλματα ή θόρυβο, που είναι ανεπιθύμητες διαταραχές που μπορούν να προέρχονται από πολλές πηγές. Αυτές οι πηγές μπορεί να περιλαμβάνουν αλλαγές στη θερμοκρασία, ατέλειες στη διαδικασία κατασκευής και αλληλεπιδράσεις με το περιβάλλον του qubit, μεταξύ άλλων.

Αυτά τα σφάλματα μειώνουν την αξιοπιστία ενός qubit, που είναι γνωστή ως πιστότητα. Ένα qubit με υψηλή πιστότητα είναι απαραίτητο για ένα κβαντικό τσιπ για την εκτέλεση σύνθετων εργασιών.

Καθιστώντας την Κβαντική Αξιοπιστία Πραγματικότητα

Κατά τις τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες εργάζονται πάνω σε λογικά qubits, που αναφέρονται σε qubits κωδικοποιημένα χρησιμοποιώντας μια συλλογή φυσικών qubits για την προστασία από σφάλματα. Ενώ τα φυσικά qubits αντιπροσωπεύουν το πραγματικό κβαντικό υλικό, ένα λογικό qubit είναι μια αφηρημένη έννοια που μιμείται ένα ανθεκτικό σε σφάλματα qubit.

Οι κύριοι κατασκευαστές κβαντικών τσιπ έχουν μετατοπίσει την εστίασή τους στα λογικά qubits και σημειώνουν σημαντική πρόοδο στη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων.

Για παράδειγμα, τον Δεκ. 2024, Google (GOOG )  αποκάλυψε το κβαντικό τσιπ του που ονομάζεται Willow. Αυτό το νέο τσιπ, βασισμένο σε υπεραγώγιμα qubits, έχει ανακηρυχθεί ως σημαντική πρόοδος στον τομέα της κβαντικής υπολογιστικής, αν και αυτή τη στιγμή δεν έχει πραγματικές εφαρμογές.

Κανονικά, όσο περισσότερα qubits χρησιμοποιούνται, τόσο περισσότερα σφάλματα συμβαίνουν, και το σύστημα γίνεται κλασικό. Ωστόσο, η Google επίδειξε¹ έδειξε ότι όσο περισσότερα qubits χρησιμοποίησαν στο Willow, τόσο λιγότερα σφάλματα μείωσαν, και το σύστημα έγινε πιο κβαντικό.

Ο τεχνολογικός γίγαντας κατάφερε να μειώσει τα σφάλματα «εξαιρετικά» αυξάνοντας τον αριθμό των qubits, δήλωσε ο Hartmut Neven, ιδρυτής του Google Quantum AI. Αυτό «αποκτά ένα βασικό πρόβλημα στη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων που το πεδίο επιδιώκει σχεδόν 30 χρόνια», πρόσθεσε.

Για τη μέτρηση της απόδοσης του Willow, η Google χρησιμοποίησε το πρότυπο τυχαίας δειγματοληψίας κυκλωμάτων (RCS). Το κβαντικό τσιπ του εκτέλεσε έναν υπολογισμό σε λιγότερο από πέντε λεπτά, κάτι που θα απαιτούσε σε έναν υπερυπολογιστή 10 σεπτιλιον χρόνια.

Τον Φεβ. αυτού του έτους, η Microsoft (MSFT ) επίσης αποκάλυψε τον πρώτο στον κόσμο κβαντικό επεξεργαστή που τροφοδοτείται από τοπολογικά qubits. Το Majorana 1 σχεδιάστηκε ώστε να κλιμακωθεί σε ένα εκατομμύριο qubits σε ένα μόνο τσιπ. Με αυτή την επίτευξη, ο τεχνολογικός γίγαντας δήλωσε ότι βρίσκεται στο δρόμο για την κατασκευή ενός πρωτοτύπου ενός κλιμακώσιμου, ανθεκτικού σε σφάλματα κβαντικού υπολογιστή σε λίγα μόνο χρόνια.

Η βάση του Majorana 1 είναι η πρόοδος που έκανε η ομάδα, συγκεκριμένα ο τοποαγωγός, μια κατηγορία υλικών που επέτρεψε τη δημιουργία τοπολογικής υπεραγώγισης. Αυτό είναι το αποτέλεσμα της κατασκευής μιας συσκευής που συνδυάζει αλουμίνιο (υπεραγωγό) και ινδίου αρσενίου (ημιαγωγό).

Όταν αυτή η συσκευή ψύχεται σχεδόν στο μηδέν και στη συνέχεια ρυθμίζεται με μαγνητικά πεδία, σχηματίζει τοπολογικά υπεραγώγινα νανοσύρματα, με τις άκρες των νημάτων να περιέχουν Μηδενικές Καταστάσεις Majorana (MZMs) που λειτουργούν ως δομικά στοιχεία των qubits τους.

Για να αξιοποιηθεί η υπόσχεση της κβαντικής τεχνολογίας, η ομάδα έχει ήδη τοποθετήσει οκτώ τοπολογικά qubits σε ένα τσιπ σχεδιασμένο να φιλοξενήσει ένα εκατομμύριο.

Ακόμη και η Amazon (AMZN ) ανακοίνωσε το κβαντικό τσιπ της που ονομάζεται ‘Ocelot’ και χρησιμοποιεί μια κλιμακώσιμη αρχιτεκτονική για να μειώσει τη διόρθωση σφαλμάτων έως και 90%. 

Το τσιπ αποτελείται από δύο ενσωματωμένα μικροτσιπ πυριτίου, το καθένα με περιοχή περίπου ενός τετραγωνικού εκατοστού, ενωμένα το ένα πάνω στο άλλο σε μια ηλεκτρικά συνδεδεμένη στοίβα τσιπ. Η επιφάνεια κάθε μικροτσιπ έχει λεπτές στρώσεις υπεραγώγιμων υλικών, σχηματίζοντας τα στοιχεία του κβαντικού κυκλώματος.

Συνολικά υπάρχουν 14 κύρια στοιχεία που αποτελούν το τσιπ Ocelot, συμπεριλαμβανομένων πέντε qubits δεδομένων (cat qubits), άλλων πέντε για τη σταθεροποίηση των qubits δεδομένων, και ακόμη τέσσερα qubits για την ανίχνευση σφαλμάτων στα qubits δεδομένων.

Τα cat qubits αποθηκεύουν τις κβαντικές καταστάσεις, για τις οποίες βασίζονται σε ταλαντωτές, που κατασκευάζονται από μια λεπτή μεμβράνη Ταντάλου και παράγουν σταθερά ένα επαναλαμβανόμενο ηλεκτρικό σήμα. 

«Με τις πρόσφατες προόδους στην κβαντική έρευνα, δεν είναι πλέον θέμα αν, αλλά πότε οι πρακτικοί, ανθεκτικοί σε σφάλματα κβαντικοί υπολογιστές θα είναι διαθέσιμοι για πραγματικές εφαρμογές. Το Ocelot είναι ένα σημαντικό βήμα σε αυτό το ταξίδι.»

– Oskar Painter, διευθυντής Κβαντικού Υλικού στην AWS.

Η αρχιτεκτονική του Ocelot θεωρείται ότι θα επιταχύνει τη «χρονοδιάγραμμα» για έναν πρακτικό κβαντικό υπολογιστή έως και πέντε χρόνια.

Ο Αγώνας Προς Τα Συστήματα Κβαντικού Υπολογισμού Ανθεκτικά σε Σφάλματα

Η βελτίωση της ακρίβειας των κβαντικών υπολογισμών είναι το επίκεντρο των εταιρειών και των ερευνητών παγκοσμίως, και έχουν σημειωθεί σημαντικές προόδους.

Μόλις πριν από μερικά χρόνια, ερευνητές του MIT παρουσίασαν ένα νέο πλαίσιο υπεραγώγιμων qubits που είναι ικανό να εκτελεί λειτουργίες μεταξύ qubits με μεγάλη ακρίβεια. Ο νέος τύπος υπεραγώγιμου qubit είναι το fluxonium, το οποίο μπορεί να έχει διάρκεια ζωής, ή χρόνους συνεκτικότητας, πολύ μεγαλύτερους από τους συνήθως χρησιμοποιούμενους. 

Ο χρόνος συνεκτικότητας είναι ένα μέτρο του πόσο χρόνο ένα qubit μπορεί να εκτελεί λειτουργίες πριν χαθεί όλη η πληροφορία στο qubit.

«Όσο πιο μακρά ζει ένα qubit, τόσο υψηλότερη πιστότητα έχουν οι λειτουργίες που προάγει».

– Κύριος συγγραφέας, Leon Ding

Η αρχιτεκτονική, εν τω μεταξύ, περιελάμβανε ένα ειδικό στοιχείο σύζευξης μεταξύ δύο fluxonium qubits, επιτρέποντάς τους να εκτελούν λογικές λειτουργίες, γνωστές ως πύλες, με υψηλή ακρίβεια. Καταστέλλει τον θόρυβο φόντου που μπορεί να εισάγει σφάλματα στις κβαντικές λειτουργίες.

Η ακρίβεια των πύλων δύο qubits ξεπέρασε το 99,9% ενώ στα πύλες ενός qubit ήταν 99,99%. Η αρχιτεκτονική, εν τω μεταξύ, υλοποιήθηκε σε τσιπ χρησιμοποιώντας μια επεκτάσιμη διαδικασία κατασκευής.

«Η κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή μεγάλης κλίμακας ξεκινά με ανθεκτικά qubits και πύλες», και η μελέτη έδειξε ένα ιδιαίτερα υποσχόμενο σύστημα δύο qubits, δήλωσε ο Ding. Τα fluxonium qubits πέτυχαν χρόνους συνεκτικότητας άνω του ενός χιλιοστού του δευτερολέπτου. Το επόμενο βήμα τους ήταν η αύξηση του αριθμού των qubits.

Πριν από λίγους μήνες, ερευνητές του MIT επίσης αποκάλυψε ένα υπεραγώγιμο κβαντικό κύκλωμα που πέτυχε ισχυρή μη γραμμική σύζευξη μεταξύ φωτονίων (φωτός μικροκυμάτων) και τεχνητών ατόμων (qubits). Θα μπορούσε να επιτρέψει ανάγνωση και επεξεργασία κβαντικής πληροφορίας σε λίγα νανοδευτερόλεπτα.

Για αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μοναδικό υπεραγώγιμο πλαίσιο κυκλώματος για να δείξουν μη γραμμική σύζευξη φωτός-υλικού, η οποία είναι σημαντικά ισχυρότερη από ό,τι παρατηρήθηκε προηγουμένως και μπορεί να επιτρέψει σε έναν κβαντικό επεξεργαστή να λειτουργεί έως και 10 φορές πιο γρήγορα.

Σύμφωνα με τον κύριο συγγραφέα Yufeng “Bright” Ye:

«Αυτό θα εξαλείψει πραγματικά ένα από τα στενά λαιμό στην κβαντική υπολογιστική. Συνήθως, πρέπει να μετράτε τα αποτελέσματα των υπολογισμών σας μεταξύ των γύρων διόρθωσης σφαλμάτων. Αυτό θα μπορούσε να επιταχύνει το πόσο γρήγορα μπορούμε να φτάσουμε στο στάδιο του fault-tolerant κβαντικού υπολογιστή και να μπορέσουμε να εξάγουμε πραγματικές εφαρμογές και αξία από τους κβαντικούς υπολογιστές μας.»

Σημαντικό, ο Ye εφηύρε έναν νέο τύπο κβαντικού συνδέσμου για τη διευκόλυνση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ qubits. Ο συνδέσμος quarton είναι ένα ειδικό είδος υπεραγώγιμου κυκλώματος που μπορεί να παράγει εξαιρετικά ισχυρή μη γραμμική σύζευξη, και με την παροχή περισσότερου ρεύματος σε αυτόν, ο συνδέσμος δημιουργεί ακόμη ισχυρότερη μη γραμμική αλληλεπίδραση. Ο Ye εξήγησε:

«Οι περισσότερες χρήσιμες αλληλεπιδράσεις στην κβαντική υπολογιστική προέρχονται από μη γραμμική σύζευξη φωτός και ύλης. Αν μπορείτε να έχετε μια πιο ευέλικτη γκάμα διαφορετικών τύπων σύζευξης και να αυξήσετε τη δύναμη της σύζευξης, τότε μπορείτε ουσιαστικά να αυξήσετε την ταχύτητα επεξεργασίας του κβαντικού υπολογιστή.»

Με αυτή τη δουλειά, οι ερευνητές ελπίζουν ότι άλλοι θα μπορούν να κατασκευάσουν έναν fault-tolerant κβαντικό υπολογιστή για πρακτική, μεγάλης κλίμακας κβαντική υπολογιστική.

Οι καινοτομίες από την SQMS Nanofabrication Taskforce, εν τω μεταξύ, έχουν επιτεύχθηκαν² χρόνους συνεκτικότητας έως 0,6 χιλιοστών του δευτερολέπτου, που ήταν αποτέλεσμα βελτιστοποιημένου σχεδιασμού qubit και βελτιωμένων αναγνώσεων αντηλιακών, τα οποία ενίσχυσαν τη σταθερότητα και τη συνεκτικότητα. 

Αυτή η συνεργασία μεταξύ του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST), του Κέντρου Υπεραγώγιμων Κβαντικών Υλικών και Συστημάτων (SQMS) του Fermilab, και πολλών άλλων κυβερνητικών, πανεπιστημιακών και βιομηχανικών εταίρων στοχεύει να φέρει την κβαντική έρευνα πιο κοντά στην πραγματικότητα. 

Μεταξύ όλων αυτών των πρωτοβουλιών για την κατασκευή κλιμακώσιμων, fault-tolerant κβαντικών υπολογιστών, φυσικοί του Πανεπιστημίου του Όξφορντ έχουν θέσει νέο παγκόσμιο ρεκόρ στην ακρίβεια λειτουργίας των qubits.

Θέτοντας Νέο Παγκόσμιο Πρότυπο στην Κβαντική Ακρίβεια

Η νέα μελέτη, δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters³, δείχνει ότι οι φυσικοί του Όξφορντ έχουν πετύχει ποσοστό σφάλματος μόλις 0,000015% για μια ενιαία κβαντική λογική λειτουργία. 

Αυτό σημαίνει ένα σφάλμα σε 6,7 εκατομμύρια λειτουργίες, που αποτελεί νέο ρεκόρ στην ακρίβεια λειτουργίας των qubits και ένα μεγάλο άλμα προς την κατεύθυνση πιο ανθεκτικών και χρήσιμων κβαντικών υπολογιστών για την αντιμετώπιση εξαιρετικά σύνθετων προβλημάτων με λιγότερα φυσικά qubits και μειωμένες απαιτήσεις υποδομής.

«Όσον αφορά τη γνώση μας, αυτή είναι η πιο ακριβής λειτουργία qubit που έχει καταγραφεί ποτέ σε όλο τον κόσμο. Είναι ένα σημαντικό βήμα προς την κατασκευή πρακτικών κβαντικών υπολογιστών που μπορούν να αντιμετωπίσουν πραγματικά προβλήματα.» 

– Συγγραφέας της μελέτης, καθηγητής David Lucas, Τμήμα Φυσικής, Πανεπιστήμιο του Όξφορντ

Το ενδιαφέρον είναι ότι αυτή η πρόοδος σπάει το προηγούμενο ρεκόρ που είχε θέσει η ίδια ομάδα. Το νέο ρεκόρ είναι περίπου επτά φορές πιο ακριβές από το προηγούμενο.

Λίγο πάνω από μια δεκαετία πριν, η ομάδα εφάρμοσαν⁴ όλες τις λειτουργίες ενός qubit με πιστότητες πολύ πάνω από το ελάχιστο όριο που απαιτείται για fault-tolerant κβαντική υπολογιστική, χρησιμοποιώντας ένα παγιδευμένο ιόνιο qubit που αποθηκεύτηκε σε υπερσυχνότητες «ατομικού ρολογιού». Τότε, το ποσοστό σφάλματος των single-qubit ήταν 1 σε 1 εκατομμύριο. 

Αυτή η επιτυχία οδήγησε στη δημιουργία της spinout εταιρείας που ονομάζεται Oxford Ionics το 2019, η οποία έχει γίνει ηγέτης σε πλατφόρμες υψηλής απόδοσης παγιδευμένων ιόντων qubit. Το Μάιο 2025, αυτή περιγράφησε τρία βραχυπρόθεσμα στάδια ανάπτυξης: ‘Foundation’, ‘Enterprise‑grade’, και ‘Value at scale’, για να επιτύχει ευρεία εμπορική αξία μέσα στα επόμενα 3 χρόνια και να παραδώσει συσκευές με 1 εκατομμύριο qubits. Μόλις την περασμένη εβδομάδα, η Oxford Ionics εισήλθε σε μια συμφωνία με IonQ (IONQ ) για την εξαγορά της με $1,075 δισεκατομμύρια.

Τώρα, η ίδια ομάδα έχει πετύχει ένα νέο ορόσημο στη μείωση της πιθανότητας σφαλμάτων στις κβαντικές λογικές πύλες.

Η εκτέλεση χρήσιμων υπολογισμών σε έναν κβαντικό υπολογιστή απαιτεί εκατομμύρια λειτουργίες που εκτελούνται σε πολλούς qubits. Αλλά αυτή η κλίμακα σημαίνει ότι ένα υψηλό ποσοστό σφάλματος μπορεί να καταστήσει το τελικό αποτέλεσμα άσχετο και άχρηστο.

Η διόρθωση του σφάλματος μπορεί να διορθώσει το λάθος, αλλά απαιτεί ακόμη περισσότερα qubits. Έτσι, μειώνοντας το σφάλμα, η νέα μελέτη μειώνει τον αριθμό των απαιτούμενων qubits, κάτι που με τη σειρά του μειώνει το μέγεθος και το κόστος του κβαντικού υπολογιστή.

«Μειώνοντας δραστικά την πιθανότητα σφάλματος, αυτή η εργασία μειώνει σημαντικά την υποδομή που απαιτείται για τη διόρθωση σφαλμάτων, ανοίγοντας το δρόμο για μελλοντικούς κβαντικούς υπολογιστές να είναι μικρότεροι, πιο γρήγοροι και πιο αποδοτικοί. Ο ακριβής έλεγχος των qubits θα είναι επίσης χρήσιμος για άλλες κβαντικές τεχνολογίες όπως ρολόγια και κβαντικούς αισθητήρες», δήλωσε η συν‑ηγέτης της μελέτης, Molly Smith, η οποία είναι μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο Όξφορντ.

Για να επιτύχουν το πρωτοφανές επίπεδο ακρίβειας, οι φυσικοί χρησιμοποίησαν ένα παγιδευμένο ιόνιο ασβεστίου ως κβαντικό bit ή qubit.

Τα ιόνια ασβεστίου χρησιμοποιούνται συνήθως για την αποθήκευση κβαντικής πληροφορίας λόγω των μεγάλων χρόνων συνεκτικότητας και της υψηλής πιστότητας στις κβαντικές λειτουργίες. Είναι επίσης πολύ ανθεκτικά και εύκολα στη διαχείριση με λέιζερ.

Η ομάδα του Όξφορντ, ωστόσο, δεν χρησιμοποίησε την συμβατική προσέγγιση με λέιζερ· αντίθετα, χρησιμοποίησε ηλεκτρονικά (μικροκυμάτων) σήματα για να ελέγξει την κβαντική κατάσταση των ιόντων ασβεστίου.

Με αυτήν την τεχνική, κατάφεραν να έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα από ό,τι θα μπορούσε να προσφέρει ο έλεγχος με λέιζερ. Αλλά αυτό δεν είναι όλο. Σε σύγκριση με τα λέιζερ, ο ηλεκτρονικός έλεγχος είναι επίσης φθηνότερος και πιο ανθεκτικός. Είναι επίσης πιο εύκολο να ενσωματωθεί σε τσιπ παγίδευσης ιόντων.

Επιπλέον, το πείραμα διεξήχθη χωρίς μαγνητική θωράκιση και σε θερμοκρασία δωματίου, κάτι που απλοποιεί τις τεχνικές απαιτήσεις για έναν λειτουργικό κβαντικό υπολογιστή.

Έτσι, η ομάδα κατάφερε να μειώσει το σφάλμα σχεδόν κατά μία τάξη μεγέθους αυτή τη φορά μέσω καλύτερου ελέγχου του πλάτους και της αποσύνδεσης μικροκυμάτων με αυτοματοποιημένες διαδικασίες βαθμονόμησης. Επιπλέον, η μειωμένη διέγερση των μεταβατικών μεταβάσεων παρατηρητών μέσω μεγαλύτερων διαχωρισμών Zeeman, καθώς και η χρήση μορφοποίησης παλμών, συνέβαλαν σε αυτό.

Η ρεκόρ-σπαστική ακρίβεια είναι μια τεράστια επίτευξη· ωστόσο, αποτελεί μόνο μέρος μιας μεγαλύτερης πρόκλησης. Όπως σημείωσε η ομάδα, η κβαντική υπολογιστική απαιτεί τόσο πύλες ενός qubit όσο και πύλες δύο qubits να λειτουργούν μαζί, και οι πύλες δύο qubits εξακολουθούν να υποφέρουν από υψηλά ποσοστά σφάλματος.

Αυτή τη στιγμή, το καλύτερο ποσοστό σφάλματος είναι περίπου 1 σε 2000, οπότε για να κατασκευάσουμε ένα πλήρως fault-tolerant κβαντικό μηχάνημα, η ομάδα πρέπει να μειώσει αυτόν τον αριθμό.

Οι λειτουργίες ενός qubit υψηλής πιστότητας εξακολουθούν να έχουν πολλές χρήσεις τόσο στην κβαντική πληροφόρηση όσο και πέρα από αυτήν, συμπεριλαμβανομένης της προστασίας των ‘αδρανών’ qubits μέσω δυναμικής αποσύνδεσης, σε εφαρμογές κβαντικής αίσθησης, και σύνθετων ακολουθιών παλμών για την αντιμετώπιση μεμονωμένων qubits και την αντιστάθμιση σφαλμάτων.

Επένδυση στην Κβαντική Υπολογιστική

International Business Machines Corporation (IBM ), η οποία είναι γνωστή για τις υβριδικές πλατφόρμες cloud και AI, καθώς και τις συμβουλευτικές και υποδομικές υπηρεσίες, εξερευνά την κβαντική τεχνολογία από τη δεκαετία του 1970. Το 2016, παρουσίασε το IBM Quantum Experience, που έβαλε τον πρώτο κβαντικό επεξεργαστή στο cloud, καθιστώντας τον προσβάσιμο σε όλους.

IBM (IBM ) 

Κατά τη διάρκεια των ετών, η IBM συνέχισε την έρευνά της στον τομέα, και την περασμένη εβδομάδα ανακοίνωσε σχέδια για την ύπαρξη ενός πρακτικού κβαντικού υπολογιστή μέχρι το 2029.

Με το όνομα «Starling», ο fault-tolerant κβαντικός υπολογιστής με 200 λογικά qubits θα κατασκευαστεί σε ένα κέντρο δεδομένων που βρίσκεται υπό κατασκευή στο Poughkeepsie, Νέα Υόρκη.

Σύμφωνα με αναφορές, η ομάδα έχει αναπτύξει έναν νέο αλγόριθμο που μειώνει σημαντικά τον αριθμό των qubits που απαιτούνται για τη διόρθωση σφαλμάτων. Ο Jay Gambetta, υπεύθυνος της κβαντικής πρωτοβουλίας της IBM, δήλωσε τα εξής σε μια συνέντευξη:

«Απαντήσαμε σε αυτές τις επιστημονικές ερωτήσεις. Δεν χρειάζεστε πλέον θαύμα. Τώρα χρειάζεστε μια μεγάλη πρόκληση στην μηχανική. Δεν υπάρχει επανεφεύρεση εργαλείων ή κάτι τέτοιο.»

Τώρα, αν κοιτάξουμε την κεφαλαιοποίηση αγοράς των $257,64 δισεκατομμυρίων, η απόδοση της IBM, οι μετοχές της διαπραγματεύονται αυτή τη στιγμή στα $278, με άνοδο 26,11% YTD. Οι μετοχές της IBM έφτασαν στην υψηλότερη τιμή στην ιστορία (ATH) των $281,75 μόλις την περασμένη εβδομάδα.

Με αυτό, το EPS (TTM) είναι 5,85 και το P/E (TTM) είναι 47,42, ενώ η προσφερόμενη απόδοση μερίσματος είναι 2,42%.

Όσον αφορά τα οικονομικά της IBM, ανέφερε έσοδα $14,5 δισεκατομμυρίων για το πρώτο τρίμηνο του 2025. Το περιθώριο ακαθάριστου κέρδους GAAP κατά αυτή την περίοδο ήταν 55,2% ενώ το περιθώριο λειτουργικού κέρδους μη‑GAAP ήταν 56,6%. Το περιθώριο προ‑φορολογικού εισοδήματος GAAP, εν τω μεταξύ, ήταν 8%, και το περιθώριο λειτουργικού κέρδους μη‑GAAP ήταν 12%.

«Ξεπεράσαμε τις προσδοκίες για έσοδα, κερδοφορία και ελεύθερη ταμειακή ροή στο τρίμηνο, με ηγετική θέση η δύναμη του χαρτοφυλακίου μας λογισμικού. Συνεχίζει η ισχυρή ζήτηση για γενετική AI και το βιβλίο των επιχειρήσεών μας ανέρχεται σε πάνω από $6 δισεκατομμύρια από την έναρξη μέχρι σήμερα, με άνοδο πάνω από $1 δισεκατομμύριο στο τρίμηνο.»

– Διευθύνων Σύμβουλος Arvind Krishna

Στο πρώτο τρίμηνο του έτους, τα καθαρά μετρητά που προέκυψαν από τις λειτουργικές δραστηριότητες ανήλθαν σε $4,4 δισεκατομμύρια, ενώ η ελεύθερη ταμειακή ροή ήταν $2 δισεκατομμύρια. Η IBM ολοκλήρωσε το τρίμηνο με $17,6 δισεκατομμύρια μετρητών, περιορισμένων μετρητών και διαπραγματεύσιμων τίτλων.

Η ισχυρή θέση ρευστότητας και η σταθερή ελεύθερη ταμειακή ροή επέτρεψαν στην εταιρεία να επιστρέψει $1,5 δισεκατομμύρια στους μετόχους με μερίσματα. Επένδυσε επίσης $7,1 δισεκατομμύρια σε εξαγορές, που περιελάμβαναν την αγορά της HashiCorp. Σύμφωνα με τον Krishna:

«Παραμένουμε αισιόδοξοι για τις μακροπρόθεσμες ευκαιρίες ανάπτυξης στην τεχνολογία και την παγκόσμια οικονομία.» 

Τελευταία Ειδησεία και Εξελίξεις των Μετοχών της International Business Machines Corporation (IBM)

Συμπέρασμα: Τα Επόμενα Βήματα Προς την Κβαντική Πραγματικότητα

Από επιστήμονες μέχρι εταιρείες και κυβερνήσεις, όλοι συμμετέχουν ενεργά και έντονα στην πραγματοποίηση των κβαντικών υπολογιστών. Τα τελευταία επιτεύγματα της ομάδας του Όξφορντ και των τεχνολογικών γιγάντων βελτιώνουν δραστικά την πιστότητα των qubits και καθιστούν τη διόρθωση σφαλμάτων πιο αποδοτική, πράγμα που σημαίνει ότι το επόμενο κβαντικό άλμα μπορεί να μην είναι πια δεκαετίες μακριά, καθιστώντας τους πρακτικούς κβαντικούς μηχανισμούς αναπόφευκτους!

Κάντε κλικ εδώ για μια λίστα με τις κορυφαίες εταιρείες κβαντικής υπολογιστικής.

Μελέτες Αναφοράς:

^{1. Google Quantum AI και Συνεργάτες. Quantum Error Correction Below the Surface Code Threshold. Nature 2025, 638 (8016), 920–926. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08449-y
2. Bal, M.; Crisa, F.; Murthy, A. A.; κ.α. SQMS Nanofabrication Taskforce: Προς την Κατασκευή Υψηλής Συνεκτικότητας Υπεραγώγιμων Qubits. Συνέδριο, 20 Σεπτεμβρίου 2024. https://doi.org/10.2172/2462792
3. Smith, M. C.; Leu, A. D.; Miyanishi, K.; κ.α. Πύλες Μονό‑QuBit με Σφάλματα στο Επίπεδο 10⁻⁷. Phys. Rev. Lett. 2025, 134, 230601. https://doi.org/10.1103/42w2-6ccy
4. Harty, T. P.; Allcock, D. T. C.; Ballance, C. J.; κ.α. Υψηλής Πιστότητας Προετοιμασία, Πύλες, Μνήμη και Ανάγνωση ενός Παγιδευμένου Ιοντικού Qubit. Phys. Rev. Lett. 2014, 113, 220501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.220501}