Η κβαντική υπολογιστική επιτυγχάνει άνευ όρων εκθετική επιτάχυνση

Αυτό που προηγουμένως διατυπωνόταν μόνο στα χαρτιά, τώρα έχει αποδειχθεί στην πράξη. Η υπόσχεση της κβαντικής υπολογιστικής έχει επιτευχθεί στην πραγματικότητα, καθώς ξεπέρασε τους κλασικούς υπολογιστές εκθετικά και άνευ όρων¹.

Για αυτό, μια ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον Daniel Lidar, καθηγητή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Υπολογιστών στη Σχολή Μηχανικών USC Viterbi, χρησιμοποίησε έξυπνη διόρθωση σφαλμάτων και τους ισχυρούς επεξεργαστές 127 qubit της IBM που τους επέτρεψαν να...kle μια παραλλαγή του προβλήματος του Simon, που αποδεικνύει ότι οι κβαντικές μηχανές απελευθερώνονται πλέον από τους κλασικούς περιορισμούς.

Πώς η Κβαντική Υπολογιστική Υπερνικά τα Κλασικά Όρια και τον Θόρυβο

Για δεκαετίες, η κλασική πληροφορική αποτελούσε τον κανόνα. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, κβαντική υπολογιστική έχει γνωρίσει σημαντική ανάπτυξη. 

Ένας αναδυόμενος τομέας της επιστήμης των υπολογιστών, η κβαντική υπολογιστική χρησιμοποιεί τις αρχές της κβαντικής θεωρίας (η οποία εξηγεί τη φύση και τη συμπεριφορά της ύλης και της ενέργειας σε ατομικό και υποατομικό επίπεδο) για να αυξήσει δραματικά τις ταχύτητες υπολογισμού.

Χρησιμοποιώντας την κβαντική φυσική, η κβαντική υπολογιστική στοχεύει στην επίλυση προβλημάτων που είναι πολύ περίπλοκα για τους κλασικούς υπολογιστές που χρησιμοποιούμε σε καθημερινή βάση. Στην πραγματικότητα, η κβαντική υπολογιστική μπορεί να λύσει ορισμένα πολύπλοκα προβλήματα προσομοίωσης που θα χρειάζονταν ακόμη και ένας παραδοσιακός υπερυπολογιστής εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια.

Η επίτευξη ενός πραγματικού αλγοριθμικού πλεονεκτήματος έναντι των κλασικών υπολογιστών είναι ένας από τους βασικούς στόχους της κβαντικής υπολογιστικής, προκειμένου να καταστούν δυνατές μελλοντικές ανακαλύψεις στη χημεία, την κρυπτογραφία, τη βελτιστοποίηση και άλλους τομείς.

Αυτό, ωστόσο, απαιτεί εξειδικευμένο υλικό κβαντικής υπολογιστικής και αλγόριθμους που εκμεταλλεύονται κβαντικές ιδιότητες όπως η υπέρθεση και η διεμπλοκή. Επίσης, ο θόρυβος αποτελεί σημαντικό πρόβλημα για τους κβαντικούς υπολογιστές.

Επιπλέον, η απόδειξη του αλγοριθμικού πλεονεκτήματος έναντι των κλασικών υπολογιστών στο σημερινό ατελές και θορυβώδες κβαντικό υλικό παραμένει μια πρόκληση.

Οι σχεδιαστές έχουν αρχίσει να εξερευνούν νέες λύσεις όπως οι μηχανές NISQ, αλλά αυτές οι θορυβώδεις κβαντικές συσκευές ενδιάμεσης κλίμακας (NISQ) λειτουργούν σε ένα... σχετικά μικρή κλίμακα αρκετών εκατοντάδων qubits.

Επίσης, είναι επιρρεπή σε υποβαθμισμένη απόδοση λόγω αποσυνοχής (η απώλεια της κβαντικής συνοχής, η οποία συνεπάγεται απώλεια πληροφοριών ενός συστήματος σε σχέση με το περιβάλλον του) και σφαλμάτων ελέγχου. 

Έτσι, δίνεται έμφαση στην επιτάχυνση της αλγοριθμικής κβαντικής ανάλυσης σε αυτές τις συσκευές, κάτι που αποτελεί απλώς ένα πλεονέκτημα κλιμάκωσης. Ενώ έχουν γίνει αρκετές από αυτές τις επιδείξεις, η πολυπλοκότητα των προβλημάτων που επιλέχθηκαν σε αυτές βασιζόταν είτε στη δυσκολία ενός περιορισμένου συνόλου κλασικών αλγορίθμων είτε σε εικασίες υπολογιστικής πολυπλοκότητας.

Πρόσφατα, στο μοντέλο oracle παρουσιάστηκε μια αλγοριθμική κβαντική επιτάχυνση που δεν βασίζεται σε αναπόδεικτες υποθέσεις. Αυτό αποδείχθηκε για έναν αλγόριθμο Bernstein-Vazirani, ο οποίος παρατηρήθηκε όταν τοποθετήθηκε σε έναν επεξεργαστή IBM Quantum με εξάλειψη του ανεπιθύμητου θορύβου μέσω δυναμικής αποσύνδεσης (DD), μιας κοινής τεχνικής καταστολής σφαλμάτων για συσκευές NISQ. 

Τώρα, η ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνια αντιμετωπίζει το ζήτημα του θορύβου εφαρμόζοντας μια παραλλαγή του προβλήματος του Simon. Αυτό είναι ένα γνωστό παράδειγμα όπου, θεωρητικά, οι κβαντικοί αλγόριθμοι μπορούν να λύσουν μια εργασία εκθετικά ταχύτερα από τους κλασικούς αντίστοιχους, άνευ όρων.

Το πρόβλημα του Simon είναι προκάτοχος του αλγορίθμου του Shor, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την έναρξη του τομέα της κβαντικής υπολογιστικής. 

Είναι επίσης ένα από τα αρχικά προβλήματα που έχουν αποδειχθεί με εκθετική κβαντική επιτάχυνση, αν και στο μοντέλο Oracle. Το πρόβλημα απαιτεί εκθετικό χρόνο για να λυθεί σε έναν κλασικό υπολογιστή, αλλά σε έναν αθόρυβο κβαντικό υπολογιστή, χρειάζεται μόνο γραμμικός χρόνος, υποθέτοντας ότι καταμετρώνται τα ερωτήματα Oracle, αλλά δεν λαμβάνουμε υπόψη τους πόρους που δαπανώνται για την εκτέλεσή του.

Σε αυτό το πρόβλημα, η Αβελιανή κρυφή υποομάδα περιλαμβάνει την ταυτότητα και μια μυστική συμβολοσειρά b με στόχο τον προσδιορισμό του b, δηλαδή ουσιαστικά την εύρεση ενός κρυφού επαναλαμβανόμενου μοτίβου σε μια μαθηματική συνάρτηση.

Με πιο απλά λόγια, είναι σαν ένα παιχνίδι εικασιών, όπου οι παίκτες προσπαθούν να μαντέψουν έναν μυστικό αριθμό, ο οποίος δεν είναι γνωστός σε κανέναν εκτός από τον οικοδεσπότη του παιχνιδιού, γνωστό και ως «μαντείο».

Ο ιερός αριθμός αποκαλύπτεται όταν ένας παίκτης μαντέψει δύο αριθμούς για τους οποίους οι απαντήσεις που δίνει το μαντείο είναι πανομοιότυπες, και ο παίκτης αυτός κερδίζει. Σε σύγκριση με τους κλασικούς παίκτες, οι παίκτες κβαντικών αριθμών μπορούν να κερδίσουν αυτό το παιχνίδι εκθετικά πιο γρήγορα. 

Επίτευξη Άνευ Όρων Κβαντικής Επιτάχυνσης

Προκειμένου να ανακαλυφθούν πραγματικά νέα υλικά, να σπάσουν κώδικες και να σχεδιαστούν νέα φάρμακα με τη βοήθεια κβαντικών υπολογιστών επιταχύνοντας τους υπολογισμούς, αυτοί πρέπει να είναι λειτουργικοί.

Όπως όμως σημειώσαμε παραπάνω, ο θόρυβος ή τα σφάλματα παρεμποδίζουν την εκτέλεση των υπολογισμών. Τα σφάλματα που παράγονται κατά τη διάρκεια των υπολογισμών σε μια κβαντική μηχανή καταλήγουν να καθιστούν τους κβαντικούς υπολογιστές ακόμη λιγότερο ισχυρούς από τους κλασικούς υπολογιστές. Αυτό ίσχυε μέχρι τώρα.

Το Lidar από το USC εργάζεται πάνω στη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων και έχει δείξει ένα πλεονέκτημα κβαντικής εκθετικής κλιμάκωσης έναντι του cloud.

Αυτό αναλύθηκε λεπτομερώς στην εργασία με τίτλο «Επίδειξη Αλγοριθμικής Κβαντικής Επιτάχυνσης για ένα Αβελιανό Πρόβλημα Κρυφής Υποομάδας», στην οποία η Lidar συνεργάστηκε με συνεργάτες από το USC και το Johns Hopkins.

«Έχουν υπάρξει στο παρελθόν επιδείξεις πιο μέτριων τύπων επιταχύνσεων, όπως η πολυωνυμική επιτάχυνση. Αλλά η εκθετική επιτάχυνση είναι ο πιο δραματικός τύπος επιτάχυνσης που περιμένουμε να δούμε από κβαντικούς υπολογιστές».

- Λιντάρ

Η κύρια ανακάλυψη για την κβαντική υπολογιστική, σύμφωνα με τον Lidar, είναι η επίδειξη ότι μπορούμε στην πραγματικότητα να εκτελέσουμε ολόκληρους αλγόριθμους με κλιμακούμενη επιτάχυνση σε σχέση με τους γενικούς υπολογιστές μας. Αλλά όπως διευκρίνισε, αυτό δεν σημαίνει ότι μπορούμε να κάνουμε πράγματα 100 φορές πιο γρήγορα.

Αλλά αυτό που σημαίνει η κλιμακωτή επιτάχυνση είναι ότι «καθώς αυξάνετε το μέγεθος ενός προβλήματος συμπεριλαμβάνοντας περισσότερες μεταβλητές, το χάσμα μεταξύ της κβαντικής και της κλασικής απόδοσης συνεχίζει να μεγαλώνει. Και μια εκθετική επιτάχυνση σημαίνει ότι το χάσμα απόδοσης διπλασιάζεται περίπου για κάθε επιπλέον μεταβλητή», εξήγησε ο Lidar.

Στη συνέχεια, δήλωσε ότι η επιτάχυνση που έχει δείξει η ομάδα είναι «άνευ όρων». Τώρα, αυτό σημαίνει ότι η επιτάχυνση δεν εξαρτάται από καμία αναπόδεικτη υπόθεση. 

Οι προηγούμενοι ισχυρισμοί για την επιτάχυνση απαιτούσαν την υπόθεση ότι δεν υπάρχει καλύτερος κλασικός αλγόριθμος για να συγκριθεί ο κβαντικός αλγόριθμος. 

Η ομάδα εδώ χρησιμοποίησε έναν αλγόριθμο που τροποποίησε για τον κβαντικό υπολογιστή για να λύσει μια παραλλαγή του «προβλήματος του Simon».

Τώρα, για να επιτευχθεί η εκθετική επιτάχυνση, «το κλειδί είναι να αξιοποιηθεί κάθε ίχνος απόδοσης από το υλικό: μικρότερα κυκλώματα, πιο έξυπνες ακολουθίες παλμών και μετριασμός στατιστικών σφαλμάτων», σημείωσε ο πρώτος συγγραφέας Phattharaporn Singkanipa, ο οποίος είναι διδακτορικός ερευνητής στο USC.

Η ομάδα το πέτυχε αυτό με τέσσερις διαφορετικούς τρόπους. Οι ερευνητές αρχικά περιόρισαν την εισαγωγή δεδομένων περιορίζοντας τον αριθμό των επιτρεπόμενων μυστικών αριθμών. Τεχνικά, αυτό επιτυγχάνεται περιορίζοντας τον αριθμό των 1 στη δυαδική αναπαράσταση του συνόλου των μυστικών αριθμών. Αυτό οδήγησε σε λιγότερες κβαντικές λογικές πράξεις από ό,τι θα απαιτούνταν διαφορετικά, μειώνοντας με τη σειρά τους τις πιθανότητες συσσώρευσης σφαλμάτων.

Στη συνέχεια, συμπίεσαν τις απαιτούμενες κβαντικές λογικές πράξεις μέσω της μεταγραφής, μιας διαδικασίας επανεγγραφής μιας δεδομένης εισόδου ώστε να ταιριάζει με την τοπολογία μιας συγκεκριμένης κβαντικής συσκευής.

Στη συνέχεια, εφαρμόστηκε μια μέθοδος που ονομάζεται «δυναμική αποσύνδεση» και είχε τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στην ικανότητα των ερευνητών να επιδείξουν μια κβαντική επιτάχυνση. Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την εφαρμογή ακολουθιών προσεκτικά σχεδιασμένων παλμών προκειμένου να διαχωριστεί η συμπεριφορά ενός qubit από το θορυβώδες περιβάλλον του και να διατηρηθεί η κβαντική επεξεργασία σε καλή πορεία.

Τέλος, οι ερευνητές εφάρμοσαν την τεχνική μετριασμού σφαλμάτων μέτρησης (MEM) για να εντοπίσουν και να διορθώσουν ορισμένα σφάλματα. Ο σκοπός αυτού του βήματος είναι η διόρθωση σφαλμάτων που προέκυψαν από τη δυναμική αποσύνδεση λόγω ατελειών στη μέτρηση της κατάστασης των qubits στο τέλος του αλγορίθμου.

Ανοίγοντας τον Δρόμο προς την Κβαντική Χρησιμότητα

Καθώς η κβαντική υπολογιστική προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε τομείς όπως η εφοδιαστική, η επιστήμη των υλικών, η χρηματοοικονομική μοντελοποίηση, η τεχνητή νοημοσύνη και η κυβερνοασφάλεια, αξιοποιώντας κβαντομηχανικά φαινόμενα για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων, η αγορά παρουσιάζει σημαντικές συνεισφορές και ανάπτυξη.

Η κοινότητα έχει επίσης αρχίσει να δείχνει πώς οι κβαντικοί επεξεργαστές μπορούν να ξεπεράσουν τους κλασικούς ομολόγους τους σε στοχευμένες εργασίες.

«Το αποτέλεσμά μας δείχνει ότι ήδη οι σημερινοί κβαντικοί υπολογιστές βρίσκονται σταθερά στην πλευρά ενός κλιμακούμενου κβαντικού πλεονεκτήματος», δήλωσε ο Lidar, ο οποίος είναι επίσης καθηγητής Χημείας και Φυσικής στο USC Dornsife College of Letters, Arts and Science και συνιδρυτής της Quantum Elements, μιας εταιρείας που ανοίγει τον δρόμο για την κβαντική χρησιμότητα σε κλίμακα και συνδέει τους χρήστες με κβαντικούς υπολογιστές.

Πριν από μερικούς μήνες, η ομάδα των Κβαντικών Στοιχείων αναφερθεί² επιτυγχάνοντας μια σημαντική ανακάλυψη. Η καινοτόμος τεχνική τους, η λογική δυναμική αποσύνδεση, αντιμετωπίζει τα λογικά σφάλματα, μια διαρκή πρόκληση στην κβαντική υπολογιστική.

Η ομάδα κατέδειξε πώς αυτή η συγκεκριμένη οδός αποτρέπει σφάλματα που οι παραδοσιακοί κώδικες διόρθωσης σφαλμάτων δεν μπορούν να αντιμετωπίσουν, διατηρώντας παράλληλα ένα περιορισμένο αποτύπωμα qubit. 

Συνδύασαν τη διόρθωση σφαλμάτων με τη λογική δυναμική αποσύνδεση, η οποία επέτρεψε στην ομάδα να βελτιώσει σημαντικά την πιστότητα των πεπλεγμένων λογικών qubits, φέρνοντας τις πρακτικές κβαντικές εφαρμογές πολύ πιο κοντά στην πραγματικότητα.

Με την τελευταία έρευνα, εν τω μεταξύ, η Lidar ανέφερε ότι «το πλεονέκτημα της κβαντικής απόδοσης γίνεται ολοένα και πιο δύσκολο να αμφισβητηθεί», καθώς ο διαχωρισμός της απόδοσης δεν μπορεί να αντιστραφεί επειδή η αποδεδειγμένη εκθετική επιτάχυνση είναι «άνευ όρων».

The μελέτη δείχνει μια σαφή αλγοριθμική κβαντική επιτάχυνση για μια περιορισμένη έκδοση του προβλήματος με βάρος Hamming (HW) χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικούς επεξεργαστές IBM Quantum. Οι ερευνητές διαπίστωσαν βελτιωμένη κβαντική επιτάχυνση όταν ο υπολογισμός προστατεύεται από DD. Η χρήση MEM ενίσχυσε περαιτέρω το πλεονέκτημα κλιμάκωσης.

Χρησιμοποιήθηκαν MEM και δυναμική σύζευξη για την καταστολή σφαλμάτων και τροποποιήθηκαν για να προσαρμοστεί το πρόβλημα σε πραγματικές κβαντικές συσκευές. Συνέβαλαν στη διατήρηση της κβαντικής συνοχής και στη βελτίωση της ακρίβειας παρά τους περιορισμούς του υλικού. 

Με τα πειράματά τους, οι ερευνητές έφεραν τους αλγόριθμους NISQ πολύ πιο κοντά σε μια επίδειξη κβαντικής επιτάχυνσης μέσω του αλγορίθμου Shor και τόνισαν τον βασικό ρόλο που παίζουν οι τεχνικές καταστολής κβαντικών σφαλμάτων σε μια τέτοια επίδειξη.

Η επίδειξη μιας εκθετικής επιτάχυνσης στην επίλυση του προβλήματος σε πραγματικό κβαντικό υλικό, σύμφωνα με τους ερευνητές, αποτελεί «ένα σημαντικό ορόσημο για τον τομέα». Εκτός από τη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ θεωρίας και πράξης, τα αποτελέσματά τους υπογραμμίζουν επίσης τις αυξανόμενες δυνατότητες των σημερινών κβαντικών επεξεργαστών. Η μελέτη σημείωσε:

«Καθώς το υλικό συνεχίζει να βελτιώνεται, η προσέγγισή μας ανοίγει το δρόμο για ακόμη πιο ισχυρές επιδείξεις κβαντικού πλεονεκτήματος στο εγγύς μέλλον». 

Παρά ταύτα, δεν υπάρχουν πρακτικές εφαρμογές της τεχνολογίας πέρα ​​από τη νίκη σε παιχνίδια εικασίας. Αυτό ισχύει και για άλλες εξελίξεις στον τομέα.

«Χρειαζόμαστε μια στιγμή ChatGPT για την κβαντική τεχνολογία», είχε δηλώσει στο CNBC ο Francesco Ricciuti, συνεργάτης της εταιρείας επιχειρηματικών κεφαλαίων Runa Capital, τον Δεκέμβριο, όταν η Google αποκάλυψε το νέο τσιπ που, όπως είπε, σηματοδοτεί μια σημαντική ανακάλυψη στην κβαντική υπολογιστική.

Το κβαντικό τσιπ της Google ονομάζεται Willow, έχει 105 qubits και φέρεται να μπορεί να μειώσει τα σφάλματα «εκθετικά» καθώς αυξάνεται ο αριθμός των qubits. Αυτό «λύνει μια βασική πρόκληση στη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων που ο τομέας έχει επιδιώξει εδώ και σχεδόν 30 χρόνια», δήλωσε ο Hartmut Neven, ιδρυτής της Google Quantum AI.

Ο Γουίλοου πραγματοποίησε έναν υπολογισμό που θα χρειαζόταν στους ταχύτερους υπερυπολογιστές της σημερινής εποχής 10 εππτίλιο εκατομμύρια χρόνια, σε λιγότερο από πέντε λεπτά.

«Προσπαθούν να ορίσουν ένα πραγματικά υψηλό πρόβλημα για τους κανονικούς υπολογιστές που μπορούν να λύσουν με κβαντικούς υπολογιστές. Είναι εκπληκτικό που μπορούν να το κάνουν αυτό, αλλά δεν σημαίνει ότι είναι και χρήσιμο», είχε δηλώσει τότε ο Ριτσιούτι.

Ακόμη και η Google δήλωσε ότι το σημείο αναφοράς RCS της δεν έχει «καμία γνωστή εφαρμογή στον πραγματικό κόσμο» και ότι οι «επιστημονικά ενδιαφέρουσες προσομοιώσεις κβαντικών συστημάτων» που έχουν κάνει και οδήγησαν σε νέες επιστημονικές ανακαλύψεις «είναι ακόμη εφικτές για τους κλασικούς υπολογιστές».

Ο τεχνολογικός γίγαντας, ωστόσο, εργάζεται για να εισέλθει στον κόσμο των αλγορίθμων που όχι μόνο είναι πέρα ​​από την εμβέλεια των κλασικών υπολογιστών, αλλά είναι επίσης «χρήσιμοι για πραγματικά, εμπορικά σχετικά προβλήματα».

Νωρίτερα φέτος, ο Julian Kelly, διευθυντής υλικού στην Google Quantum AI, δήλωσε ότι μπορεί να βρισκόμαστε περίπου «πέντε χρόνια μακριά από μια πραγματική επανάσταση, ένα είδος πρακτικής εφαρμογής που μπορεί να λυθεί μόνο σε έναν κβαντικό υπολογιστή».

Ο Διευθύνων Σύμβουλος της Nvidia, Jensen Huang, πιστεύει επίσης ότι η κβαντική υπολογιστική μπορεί να «αποφέρει εξαιρετικό αντίκτυπο», αλλά σημείωσε ότι η τεχνολογία είναι «εξαιρετικά περίπλοκη».

Σύμφωνα με το Lidar, «απομένει πολύ περισσότερη δουλειά να γίνει πριν μπορέσει να ισχυριστεί κανείς ότι οι κβαντικοί υπολογιστές έχουν λύσει ένα πρακτικό πρόβλημα του πραγματικού κόσμου». Και αυτό θα απαιτούσε επιταχύνσεις που δεν εξαρτώνται από χρησμούς που γνωρίζουν την απάντηση εκ των προτέρων. Επιπλέον, θα έπρεπε να κάνουμε σημαντικές προόδους σε μεθόδους για την περαιτέρω μείωση της αποσυνοχής και του θορύβου. 

Ωστόσο, επιδεικνύοντας εκθετικές επιταχύνσεις, κάτι που προηγουμένως ήταν απλώς μια «υπόσχεση επί χάρτου» για τους κβαντικούς υπολογιστές, οι ερευνητές έχουν επιτύχει ένα σημαντικό ορόσημο, το οποίο αξίζει να γιορτάσουμε.

Επενδύοντας στην Κβαντική Τεχνολογία

Με τους κβαντικούς υπολογιστές να σηματοδοτούν ένα σημαντικό άλμα προς τα εμπρός στις υπολογιστικές δυνατότητες, πολλά εργαστήρια, πανεπιστήμια, εταιρείες και κυβερνητικές υπηρεσίες σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν τεχνολογία κβαντικής υπολογιστικής. 

Έτσι, όσον αφορά τις επενδυτικές ευκαιρίες, έχουμε Amazon (AMZN ), Intel (INTC )και Microsoft (MSFT ) μεταξύ άλλων, εξερευνώντας ενεργά τον χώρο. Σήμερα όμως, θα ρίξουμε μια ματιά στις επενδυτικές δυνατότητες των IBM (IBM ), πρωτοπόρος στο κβαντικό υλικό. 

International Business Machines Corporation (IBM )

Οι επεξεργαστές 127 qubit της IBM χρησιμοποιήθηκαν στο ίδιο το πείραμα του USC. Στα τέλη Νοεμβρίου 2021, η IBM παρουσίασε για πρώτη φορά αυτόν τον επεξεργαστή, με την ονομασία Eagle, ο οποίος διαδέχθηκε τον επεξεργαστή 65 qubit "Hummingbird" που κυκλοφόρησε το 2020 και τον επεξεργαστή 27 qubit "Falcon" ένα χρόνο πριν.

Το USC είναι στην πραγματικότητα ένα Κέντρο Καινοτομίας Κβαντικής IBM, ενώ η Quantum Elements είναι μια νεοσύστατη εταιρεία στο Δίκτυο Κβαντικής IBM.

Για στοχευμένες προσπάθειες στον τομέα, η εταιρεία διαθέτει μια ειδική πλατφόρμα, την IBM Quantum, η οποία στοχεύει στην κατασκευή του πρώτου κβαντικού υπολογιστή μεγάλης κλίμακας με ανοχή σε σφάλματα. Ο τεχνολογικός γίγαντας στοχεύει να παραδώσει ένα σύστημα που εκτελεί με ακρίβεια 100 εκατομμύρια πύλες σε 200 λογικά qubits έως το 2029. Με αυτό το σύστημα, η IBM θα «ξεκλειδώσει την πρώτη βιώσιμη οδό για την πλήρη αξιοποίηση της δύναμης της κβαντικής πληροφορικής».

Η IBM κατασκευάζει αυτόν τον κβαντικό υπολογιστή που ονομάζεται «Starling» στην πανεπιστημιούπολη της στη Νέα Υόρκη και θα υποστηρίζει ένα βαθύ, διορθωμένο σφάλμα κύκλωμα. Σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμά της, η εταιρεία σχεδιάζει επίσης έναν νέο επεξεργαστή IBM Quantum Nighthawk που θα κυκλοφορήσει αργότερα φέτος.

Τον περασμένο μήνα, ανέπτυξε ένα Quantum System Two σε ένα ερευνητικό κέντρο στην Ιαπωνία. Και αυτή την εβδομάδα, ο τεχνολογικός γίγαντας συμμετείχε στον γύρο χρηματοδότησης 26 εκατομμυρίων δολαρίων της νεοσύστατης επιχείρησης Qedma, με τον Διευθύνοντα Σύμβουλό της να αναμένει να αποδείξει φέτος «με σιγουριά ότι το κβαντικό πλεονέκτημα είναι εδώ». Το Qedma είναι ήδη διαθέσιμο μέσω του καταλόγου Qiskit Functions Catalog της IBM, ο οποίος καθιστά την κβαντική τεχνολογία προσβάσιμη στους τελικούς χρήστες.

Ενώ ηγείται της κβαντικής τεχνολογίας, η εταιρεία είναι κυρίως γνωστή για την εξειδίκευσή της στο cloud, την τεχνητή νοημοσύνη και τις συμβουλευτικές υπηρεσίες, την οποία παρέχει μέσω των τμημάτων Λογισμικού, Συμβουλευτικής και Υποδομών.

Αν εξετάσουμε την απόδοση της IBM στην αγορά, οι μετοχές της εταιρείας, με κεφαλαιοποίηση 268.6 δισεκατομμυρίων δολαρίων, κατά τη στιγμή της συγγραφής του άρθρου, διαπραγματεύονται στα 289 δολάρια, σημειώνοντας άνοδο 30.85% από την αρχή του έτους. Οι μετοχές της IBM έχουν καλή πορεία, με τις τιμές τους να έχουν αυξηθεί κατά 145% τα τελευταία τρία χρόνια, καθώς έφτασαν σε νέα υψηλά, ενώ η εταιρεία αυτοπροβάλλεται ως πάροχος τεχνολογίας επόμενης γενιάς για επιχειρήσεις.

Έχει κέρδη ανά μετοχή (EPS) 5.85, κέρδος ανά μετοχή (P/E) 49.81 και απόδοση κεφαλαίου (ROE) 21.95%. Η μερισματική απόδοση που διατίθεται στους μετόχους, εν τω μεταξύ, είναι ελκυστική στο 2.31%.

Όσον αφορά την οικονομική της απόδοση, η IBM ανέφερε αύξηση 1% στα έσοδά της στα 14.5 δισεκατομμύρια δολάρια για το πρώτο τρίμηνο του 2025. Το περιθώριο μικτού κέρδους σύμφωνα με τα Γενικά Λογιστικά Πρότυπα (GAAP) ήταν 55.2% και το περιθώριο μικτού κέρδους εκτός GAAP ήταν 56.6%. Τα καθαρά μετρητά από λειτουργικές δραστηριότητες ανήλθαν σε 4.4 δισεκατομμύρια δολάρια, ενώ οι ελεύθερες ταμειακές ροές ήταν 2 δισεκατομμύρια δολάρια.

Ο Διευθύνων Σύμβουλος Άρβιντ Κρίσνα απέδωσε τα έσοδα, την κερδοφορία και την ελεύθερη ταμειακή ροή που ξεπέρασαν τις προσδοκίες στην «ισχυρή ζήτηση για παραγωγική τεχνητή νοημοσύνη», με την IBM να παραμένει «αισιόδοξη για τις μακροπρόθεσμες ευκαιρίες ανάπτυξης για την τεχνολογία και την παγκόσμια οικονομία».

Τελευταία Νέα και Εξελίξεις για τις Μετοχές της IBM

Συμπέρασμα

Η επίδειξη μιας αλγοριθμικής κβαντικής επιτάχυνσης, μιας επιτάχυνσης που προσαρμόζεται στο μέγεθος του προβλήματος, είναι το κλειδί για την καθιέρωση της χρησιμότητας των κβαντικών υπολογιστών. Έτσι, η επίδειξη μιας άνευ όρων, εκθετικής επιτάχυνσης σηματοδοτεί μια κρίσιμη στιγμή στην κβαντική υπολογιστική, αποδεικνύοντας ότι οι σημερινές συσκευές μπορούν να ξεφύγουν από τα κλασικά όρια. 

Αυτό το επίτευγμα των ερευνητών επεκτείνει σημαντικά το πεδίο εφαρμογής των κβαντικών επιταχύνσεων για τους μαντικούς αλγόριθμους, διευρύνει τα όρια των εμπειρικών αποτελεσμάτων κβαντικού πλεονεκτήματος και υποδεικνύει ότι πρακτικά σχετικοί αλγόριθμοι είναι επιτέλους εφικτοί.

Συνολικά, το ταξίδι των κβαντικών υπολογιστών προς πρακτικές, καθημερινές εφαρμογές συνεχίζεται, με συνεχείς βελτιώσεις για να ξεκλειδωθεί η πλήρης δύναμη της κβαντικής τεχνολογίας!

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

Μελέτες που αναφέρονται:

1. Singkanipa, Ρ.; Kasatkin, V.; Zhou, Ζ.; Quiroz, G.; Lidar, DA Επίδειξη αλγοριθμικής κβαντικής ταχύτητας για ένα πρόβλημα κρυφής υποομάδας Abelian. Phys. Rev. X 2025, 15 (2), 021082. https://doi.org/10.1103/PhysRevX.15.021082
2. Vezvaee, A.; Tripathi, V.; Morford-Oberst, M.; Butt, F.; Kasatkin, V.; Lidar, DA Επίδειξη Υψηλής Πιστότητας Πλεγμένων Λογικών Qubits χρησιμοποιώντας Transmons. arXiv 2025, arXiv:2503.14472. https://doi.org/10.48550/arXiv.2503.14472