Κέντρα Κβαντικών Δεδομένων Στρατοσφαιρικής Ρύπανσης: Το Επόμενο Cloud

Τι θα γίνει αν το «cloud computing» γίνει κυριολεκτικό; Οι επιστήμονες διερευνούν ανάπτυξη προηγμένους υπολογιστές στη στρατόσφαιρα για την αντιμετώπιση ενός από τα βασικά προβλήματα της κβαντικής υπολογιστικής.

Εάν αναπτυχθεί, αυτό το μοναδικό τρόπος προς την επίλυση το πρόβλημα μπορεί να εξοικονομήσει χρήματα από το κόστος ψύξης και να αλλάξει εντελώς ο ΤΡΟΠΟΣ we Ξέρω και σκέφτομαι of «υπολογιστικό νέφος».

Το αυξανόμενο κόστος ψύξης κβαντικών κέντρων δεδομένων

Κβαντικοί υπολογιστές are ένα είδος υπολογιστή ότι χρησιμοποιεί κβαντομηχανική για να εκτελούν πολύπλοκους υπολογισμούς πολύ πιο γρήγορα από τους κλασικούς υπολογιστές.

Σε αντίθεση με τους κλασικούς υπολογιστές, οι οποίοι αποθηκεύουν και επεξεργάζονται δεδομένα σε bits (δηλαδή, μηδενικά ή μονάδες), οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν qubits που μπορούν να υπάρχουν σε πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα, ένα φαινόμενο που ονομάζεται υπέρθεση, και μπορούν επίσης να συνδεθούν μεταξύ τους, ένα φαινόμενο... που ονομάζεται εμπλοκή. Αυτές οι ιδιότητες επιτρέπουν στους κβαντικούς υπολογιστές να εξερευνούν πολλές δυνατότητες ταυτόχρονα.

Με τα qubits ως βασική μονάδα δεδομένων, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να εκτελούν προηγμένους παράλληλους υπολογισμούς και να απολαμβάνουν σημαντικά αυξημένη χωρητικότητα αποθήκευσης. Τα Qubits, ωστόσο, είναι πολύ ευαίσθητα στον περιβαλλοντικό θόρυβο, όπως π.χ. θερμότητα, κραδασμούς και ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.

Είναι απλά πολύ εύθραυστα και, ως εκ τούτου, διατηρούνται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες για την αποφυγή σφαλμάτων που προκαλούνται από θόρυβο και για τη διασφάλιση της σωστής λειτουργίας.

Τα περισσότερα κβαντικά συστήματα λειτουργούν στην πραγματικότητα σε θερμοκρασίες από μερικά mK έως 10K.

Έτσι, ενώ τα κέντρα κβαντικών δεδομένων (QDCs) έχουν τη δυνατότητα να ολοκληρώσει μια εργασία δύο φορές πιο γρήγορα από a παραδοσιακός ένας, καταναλώνουν δέκα φορές περισσότερη ενέργεια λόγω η χρήση του ενεργοβόρα κρυογονικά συστήματα ψύξης.

Ως αποτέλεσμα, εκεί is μία ανάγκη προς την εξετάσουμε ο QDCs θερμοδυναμικές πτυχές για να να μειώσει ο κατανάλωση ενέργειας ψύξης of αυτά τα κέντρα δεδομένων.

Ορισμένες από τις κύριες τεχνικές ψύξης που χρησιμοποιούνται σε κέντρα δεδομένων για κβαντικά τσιπ περιλαμβάνουν την ψύξη με λέιζερ, την ψύξη με αραίωση και την ψύξη με παλμικό σωλήνα, με προηγμένες τεχνολογίες όπως η χρήση του μαγνητοθερμιδικού φαινομένου (ένα φαινόμενο κατά το οποίο τα μαγνητικά υλικά θερμαίνονται όταν εφαρμόζεται ένα μαγνητικό πεδίο και ψύχονται όταν το πεδίο αφαιρείται) σε υπερστερεά σώματα να κερδίζουν επίσης δυναμική.

Μια άλλη τεχνική περιλαμβάνει την εμβάπτιση κβαντικών κυκλωμάτων στο σπάνιο κρυογονικό υγρό Ήλιο-3., το οποίο γίνεται υπερρευστό σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και παρουσιάζει μοναδικές κβαντικές ιδιότητες.

Παρόλα αυτά, η επίτευξη και η διατήρηση κρυογονικών περιβαλλόντων για qubits απαιτήσεις σημαντικό κόστος και ενέργεια, γεγονός που αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για κβαντική υπολογιστική υιοθέτηση και κλιμάκωση up αυτή η ταχέως αναδυόμενη τεχνολογία.

Αυτός ο διαλογισμός στα ζητά καινοτόμες προσεγγίσεις μηχανικής που μπορούν να επιτρέψουν την κβαντική υπολογιστική υψηλής απόδοσης.

Μια μελέτη από ερευνητές του KAUST έκανε ακριβώς αυτό, προτείνοντας την ανάπτυξη κβαντικών επεξεργαστών σε στρατοσφαιρικές πλατφόρμες μεγάλου υψομέτρου (HAP). Οι επεξεργαστές θα φιλοξενούνται σε αερόπλοια που πετούν μέσω της στρατόσφαιρας σε υψόμετρο περίπου 20 χιλιομέτρων (12.4 μιλίων), όπου η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι -50°C (περίπου -58 °F). 

Αξιοποιώντας αυτές τις φυσικά ψυχρές συνθήκες, οι ερευνητές στοχεύουν στη σημαντική μείωση των απαιτήσεων ψύξης των QDC και στην επίτευξη βιώσιμων, υψηλής απόδοσης κβαντικών υπολογιστών.

Μετατροπή αερόπλοιων σε ηλιακά κρυογονικά κέντρα δεδομένων

Η νέα πρόταση από ερευνητές της Σαουδικής Αραβίας Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Βασιλιά Αμπντουλάχ (KAUST)), δημοσιεύτηκε στο περιοδικό npj Wireless Technology¹, περιγράφει λεπτομερώς ένα νέο πλαίσιο για την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών στη στρατόσφαιρα χρησιμοποιώντας αερόπλοια ή αερόστατα..

Καταδεικνύει επίσης ότι η μοναδική τους προσέγγιση στην πράσινη, ευέλικτα αναπτυσσόμενη κβαντική υπολογιστική στην ανώτερη ατμόσφαιρα προσφέρει ανώτερη ενεργειακή απόδοση. Επιπλέον, το σύστημα αποδίδει καλύτερα υπολογιστικά σε σχέση με τα παραδοσιακά επίγεια κέντρα δεδομένων.

«Λειτουργώντας πάνω από τα σύννεφα και τα καιρικά συστήματα, το αερόπλοιο έχει πρόσβαση σε προβλέψιμη και ανεμπόδιστη ηλιακή ακτινοβολία».

– Κύριος συγγραφέας, Basem Shihada του KAUST

Προκειμένου να αξιοποιήστε τις κρύες συνθήκες of στη στρατόσφαιρα, η ομάδα προτείνει πλατφόρμες μεγάλου υψομέτρου με δυνατότητα κβαντικής υπολογιστικής (QC-HAPs). Αυτά τα στρατοσφαιρικά αερόπλοια θα φιλοξενήσουν τις κβαντικές συσκευές που θα περικλείονται σε κρυοστάτες για να διατηρούν την απαιτούμενη κρυογονική θερμοκρασία. 

Ναι, οι κρυοστάτες εξακολουθούν να είναι απαραίτητοι για τη διατήρηση των κβαντικών καταστάσεων, αλλά σε ένα τέτοιο ύψος, οι φυσικά χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος μειώνουν δραστικά την ενέργεια που απαιτείται για την κρυογονική ψύξη. 
Σύρετε για κύλιση →

Επιπλέον, τα αερόπλοια θα είναι εξοπλισμένα με ηλιακούς συλλέκτες για τη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια και μπαταρίες λιθίου-θείου για να διασφαλίζεται η ομαλή λειτουργία τους κατά τη διάρκεια της νύχτας και κατά τη διάρκεια δυσμενών καιρικών συνθηκών.

Σύμφωνα με την έρευνα, οι κοσμικές ακτίνες, σωματίδια υψηλής ενέργειας που παράγονται από τον ήλιο, θα έχουν αμελητέα επίδραση στην αξιοπιστία των συστημάτων κβαντικής πληροφορικής της στρατόσφαιρας, επιβεβαιώνοντας τη βιωσιμότητα της πλατφόρμας στη στρατόσφαιρα. 

Τα QC-HAP που θα τοποθετηθούν στον ουρανό θα να συνδέονται σε κβαντικά κέντρα δεδομένων στο έδαφος.

Για αυτό, τα HAP θα έστελναν πληροφορίες κωδικοποιημένες σε φωτεινά κύματα. μέσω οπτική επικοινωνία ελεύθερου χώρου (FSO). Σε συνθήκες νέφωσης, οι συνδέσεις ραδιοσυχνοτήτων θα χρησιμεύσουν ως εφεδρική λύση.

Για την αποφυγή της υποβάθμισης και της αποσύνδεσης του σήματος καθώς τα δεδομένα ταξιδεύουν στην ατμόσφαιρα, η ομάδα προτείνει τη χρήση ενδιάμεσων πλατφορμών που μεταφέρονται με αερόστατο σε χαμηλότερα υψόμετρα. ως σταθμοί αναμετάδοσης.

Το σπουδαίο με τα QC-HAP είναι ότι μπορούν να μετακινηθούν όπου χρειάζονται, είτε σε σημεία με μεγάλη ζήτηση είτε σε απομακρυσμένες περιοχές. Αυτή η ευέλικτη ανάπτυξη επεκτείνει την κάλυψη της κβαντικής υπολογιστικής, μετριάζει τα υπολογιστικά σημεία συμφόρησης και μειώνει την καθυστέρηση.

Επίσης, μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους για να αυξήσουν τη συνολική υπολογιστική ισχύ, σχηματίζοντας «έναν δυναμικό στόλο ικανό να παρέχει υπηρεσίες κβαντικής υπολογισμού κατ' απαίτηση, κλιμακούμενες παγκοσμίως», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Wiem Abderrahim, ο οποίος είναι επί του παρόντος ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Καρχηδόνας στην Τυνησία.

Αυτή η κλιμακωτή αρχιτεκτονική πολλαπλών HAP αστερισμών μπορεί να ξεπεράσει τους μεμονωμένους ενεργειακούς περιορισμούς και να ενισχύσει τα υπολογιστικά πλεονεκτήματα.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των ερευνητών, η λύση τους με ηλιακή ενέργεια θα μπορούσε να μειώσει τη ζήτηση ψύξης κατά 21% σε σύγκριση με αντίστοιχα κέντρα κβαντικών υπολογιστών στο έδαφος.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την προσέγγιση σε δύο κορυφαίες μορφές κβαντικής υπολογιστικής για την ωριμότητα, τη σταθερότητα, την επεκτασιμότητα και τον χρόνο συνοχής τους. Η μείωση της ζήτησης ψύξης ποικίλλει ανάλογα με την αρχιτεκτονική qubit, επειδή κάθε τύπος λειτουργεί σε διαφορετικό εύρος κρυογονικής θερμοκρασίας.

Μία προσέγγιση χρησιμοποιεί qubits που βασίζονται σε παγιδευμένα ιόντα που έχουν ψυχθεί σε θερμοκρασία περίπου 4K (περίπου –269°C). Αυτή η προσέγγιση ωφελήθηκε περισσότερο από την ιδέα QC-HAP. Η άλλη χρησιμοποιεί υπεραγώγιμα κυκλώματα που λειτουργούν σε θερμοκρασίες μεταξύ 10 και 20 mK.

Η ανάλυσή τους δείχνει επίσης ότι αυτά τα κβαντικά ενεργοποιημένα HAP υποστηρίζουν 30% περισσότερα qubits από τα επίγεια QDC, διατηρώντας παράλληλα... χαμηλότερα ποσοστά σφάλματος, ειδικά κατά την αξιοποίηση προηγμένες δυνατότητες υλικού.

Εκτός από τα qubits, η εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται από το κβαντικό σύστημα της στρατόσφαιρας εξαρτάται επίσης από την αρχιτεκτονική του κέντρου δεδομένων, σύμφωνα με τη μελέτη..

Ενώ είναι ισχυρή, αυτή η φουτουριστική ιδέα απέχει πολύ από την πρακτική εφαρμογή, απαιτώντας σημαντικές εξελίξεις στο υλικό κβαντικής πληροφορικής, όπως ισχυρά συστήματα για τον εντοπισμό και τη διόρθωση σφαλμάτων, ιδιαίτερα κατά τη μετάδοση.

Υπάρχουν επίσης ο μοναδικά χαρακτηριστικά του στρατοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως οι εποχιακές διακυμάνσεις στην ηλιακή ακτινοβολία και οι καιρικές συνθήκες που επηρεάζουν τη συλλεγόμενη ηλιακή ενέργεια και, με τη σειρά τους, την ενεργειακή απόδοση της προτεινόμενης πλατφόρμας τους, η οποία απαιτεί προσεκτική εξέταση.

Η μελέτη για μελλοντική έρευνα θα πρέπει να επικεντρωθεί στην ανάλυση του τρόπου με τον οποίο οι περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν τα κβαντικά συστήματα και ανάπτυξη ισχυρών σχεδίων για την πραγματική εφαρμογή του QC-HAP. 

«Τα επόμενα βήματά μας είναι να περάσουμε από το εννοιολογικό και αναλυτικό στάδιο σε μελέτες που επικεντρώνονται περισσότερο στην εφαρμογή.»

– Ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Οσάμα Αμίν

Κοιτώντας μπροστά, οι ερευνητές αναμένουν ότι οι εναέριες κβαντικές λύσεις δεν θα αντικαταστήσουν, αλλά θα υπάρχουν παράλληλα με τα συμβατικά επίγεια κέντρα δεδομένων σε ένα υβριδικό πλαίσιο υπολογιστικού νέφους.

Ο παγκόσμιος αγώνας δρόμου για την πραγματοποίηση των κβαντικών υπολογιστών

Καθώς οι ερευνητές εξερευνούν κβαντικές πλατφόρμες που βασίζονται στον ουρανό, οι μεγάλοι παράγοντες της βιομηχανίας συνεχίζουν να προωθούν το υλικό που απαιτείται για την κβαντική εποχή, το οποίο αυτές οι πλατφόρμες μπορεί τελικά να υποστηρίξουν. 

IBM (IBM ), για παράδειγμα, είναι μεταξύ εκείνων που ασχολούνται βαθιά με τους κβαντικούς υπολογιστές, ελπίζοντας να παραδώσουν το Starling, έναν κβαντικό υπολογιστή μεγάλης κλίμακας με αντοχή σε σφάλματα, πριν τελειώσει η δεκαετία.

Πρόσφατα, η εταιρεία ανακοίνωσε την ανάπτυξη νέων μονάδων κβαντικής επεξεργασίας (QPU) που... αναμένονται για να βοηθήσει τους επίτευξη κβαντικού πλεονεκτήματος καθώς ένας κβαντικός υπολογιστής με πλήρη ανοχή σε σφάλματα.

Με 120 qubits, το IBM Quantum Nighthawk είναι του ο πρώτος νέος επεξεργαστής που μπορεί να επεξεργαστεί 30% πιο σύνθετοι κβαντικοί υπολογισμοί από την προηγούμενη QPU της IBM (R2 Heron). Κάθε ένα από αυτά τα qubits μπορεί να συνδεθεί με το πλησιέστερο τέσσερα γείτονες χάρη στους ρυθμιζόμενοι σύνδεσμοι. Αυτό το πλαίσιο θα επιτρέψει στους επιστήμονες να διερευνήσουν προβλήματα που απαιτούν 5,000 πύλες δύο qubit, με την IBM να ελπίζει να έχω Οι μελλοντικές εκδόσεις του Nighthawk παράδοση έως και 10,000 πύλες έως το τέλος του 2027.

Ο IBM Loon είναι ο άλλος μικρότερος επεξεργαστής, που έχει 112 qubits και όλα τα στοιχεία υλικού που απαιτούνται για πλήρη ανοχή σφαλμάτων για την αντιμετώπιση του υψηλού ποσοστού αστοχίας σε qubits. Αυτός ο διαλογισμός στα θα βοηθήσει την ομάδα να μάθει εκ των προτέρων για το Kookaburra, έναν ακόμη επεξεργαστή απόδειξης της ιδέας, ο οποίος θα είναι η πρώτη αρθρωτή QPU για την αποθήκευση και επεξεργασία κωδικοποιημένων πληροφοριών. αναμένεται το επόμενο έτος.

Επιπλέον, η IBM κοινοποίησε ότι τους νέος μορφή του Η κατασκευή κβαντικού επεξεργαστή σε πλακίδιο 300 mm (12 ίντσες) μειώνει στο μισό τον χρόνο που απαιτείται για την κατασκευή του καθενός, αυξάνοντας παράλληλα ο φυσική πολυπλοκότητα από τσιπς κατά 10 φορές.

Ενώ το υλικό επιταχύνεται, τα χρονοδιαγράμματα για την mainstream κβαντική τεχνολογία ποικίλλουν δραματικά μεταξύ των κορυφαίων εταιρειών του κλάδου.

Κβαντικοί υπολογιστές, σύμφωνα με Της Intel (INTC ) Ο πρώην Διευθύνων Σύμβουλος, Πατ Γκέλσινγκερ, θα γίνει mainstream πολύ πιο γρήγορα, σε περίπου δύο χρόνια, και θα σηματοδοτήσει το τέλος των GPU. Εν τω μεταξύ, Nvidia (NVDA ), ένας κυρίαρχος παίκτης στην αγορά GPU, έχει δηλώσει ότι θα χρειαστούν δύο δεκαετίες για να γίνει η κβαντική αγορά mainstream.

«Οδεύουμε προς την πιο συναρπαστική δεκαετία ή δύο για τους τεχνολόγους», δήλωσε ο Γκέλσινγκερ σε συνέντευξή του στους Financial Times. Αποκάλεσε επίσης την κβαντική υπολογιστική «αγία τριάδα» ο χρήση υπολογιστή κόσμος, παράλληλα με την κλασική υπολογιστική και την υπολογιστική με τεχνητή νοημοσύνη.

Αλλά ενώ ο Gelsinger πιστεύει επίσης ότι μια «κβαντική ανακάλυψη» θα σπάσει τη φούσκα της τεχνητής νοημοσύνης, ο Sundar Pichai της Google τη βλέπει ως την επόμενη άνθηση της τεχνητής νοημοσύνης.

Ο Διευθύνων Σύμβουλος της τρίτης μεγαλύτερης εταιρείας στον κόσμο by με κεφαλαιοποίηση αγοράς 3.86 τρισεκατομμυρίων δολαρίων, δήλωσε σε πρόσφατη συνέντευξή του ότι η κβαντική υπολογιστική πλησιάζει γρήγορα σε μια σημαντική στιγμή παρόμοια με αυτήν που γνώρισε η Τεχνητή Νοημοσύνη πριν από λίγα χρόνια.

«Θα έλεγα ότι η κβαντική τεχνολογία είναι εκεί, εκεί που ίσως ήταν η Τεχνητή Νοημοσύνη πριν από πέντε χρόνια. Νομίζω λοιπόν ότι σε πέντε χρόνια από τώρα θα περάσουμε μια πολύ συναρπαστική φάση στην κβαντική τεχνολογία».

– Πιχάι

Και η Google τοποθετείται επιθετικά για αυτή τη μετατόπιση. Σύμφωνα με τον Pichai:

«Έχουμε τις πιο σύγχρονες προσπάθειες κβαντικής υπολογιστικής στον κόσμο... η κατασκευή κβαντικών συστημάτων, νομίζω, θα μας βοηθήσει να προσομοιώσουμε και να κατανοήσουμε καλύτερα τη φύση και να αποκαλύψουμε πολλά οφέλη για την κοινωνία».

Ενισχύοντας αυτήν την πορεία, μόλις τον περασμένο μήνα, ερευνητές στην Google Quantum AI αναφερθεί η εφαρμογή της ένας επιφανειακός κώδικας² χρησιμοποιώντας τρία ξεχωριστά δυναμικά κυκλώματα. Αυτός ο διαλογισμός στα ανοίγει νέες δυνατότητες για την εφαρμογή στον πραγματικό κόσμο της γνωστής τεχνικής Κβαντικής Διόρθωσης Σφάλματος (QEC) και θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην ανάπτυξη πιο αξιόπιστων κβαντικούς υπολογιστές.

Το QEC είναι ο τρόπος για να λειτουργήσουν αυτοί οι υπολογιστές με αξιοπιστία. Είναι επίσης απαραίτητο για την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών ανεκτικών σε σφάλματα, αλλά «η εφαρμογή του QEC αποτελεί σημαντική πρόκληση επειδή τα κυκλώματα ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων είναι πολύπλοκα και απαιτούν εξαιρετικά ακριβείς λειτουργίες», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Matt McEwen.

Ο εν λόγω επιφανειακός κώδικας λειτουργεί οργανώνοντας qubits σε ένα δισδιάστατο πλέγμα και στη συνέχεια ελέγχοντας επανειλημμένα για σφάλματα.

Προηγουμένως, ο McEwen εργάστηκε πάνω σε μια πρόταση θεωρίας που έδειχνε ότι υπάρχουν πολλαπλοί τρόποι για να εφαρμοστεί, και συγκεκριμένα, καταδείκνυε τη δυνατότητα τριών διακριτών υλοποιήσεων δυναμικού επιφανειακού κώδικα: hex, iSWAP και κυκλώματα περπατήματος.

Βασιζόμενη σε αυτό, η ομάδα προχώρησε στο εργασία για την απόδειξη ότι εργάζονται σε πειράματα υπό πραγματικές συνθήκες. 

Μετά από δοκιμές, διαπίστωσαν ότι τα κυκλώματα iSWAP βελτιώθηκαν ο κατάπνιξη των σφαλμάτων κατά 1.56 φορές και το κύκλωμα βάδισης κατά 1.69 φορές, ενώ το κύκλωμα εξαγώνου το έκανε κατά 2.15 φορές.

«Το μεγαλύτερο συμπέρασμα από την εργασία μας είναι η επιβεβαίωση ότι αυτές οι υλοποιήσεις δυναμικών κυκλωμάτων λειτουργούν στην πραγματικότητα.»

– ΜακΓιούεν

Οι σημαντικές εξελίξεις στη σταθερότητα των qubit επιταχύνονται επίσης. Μηχανικοί του Πρίνστον ήταν πρόσφατα σε θέση να επεκτείνουν διάρκεια ζωής qubit³ στην τελευταία τους έρευνα, η οποία χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από την Google Quantum AI.

Ένα μεγάλο βήμα προς την ανάπτυξη χρήσιμων κβαντικών υπολογιστών, οι μηχανικοί δημιούργησαν ένα υπεραγώγιμο qubit που παρέμεινε σταθερό για περισσότερο από 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου, που είναι τρεις φορές μεγαλύτερο από τις ισχυρότερες υπάρχουσες εκδόσεις.

«Η πραγματική πρόκληση, αυτό που μας εμποδίζει να έχουμε χρήσιμους κβαντικούς υπολογιστές σήμερα, είναι ότι κατασκευάζεις ένα qubit και οι πληροφορίες απλά δεν διαρκούν πολύ», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Andrew Houck, ο οποίος είναι ο κοσμήτορας μηχανικής του Πρίνστον. «Αυτό είναι το επόμενο μεγάλο άλμα προς τα εμπρός».

Για να επιβεβαιώσουν τη βελτίωση της συνοχής των qubit, οι ερευνητές κατασκεύασαν ένα λειτουργικό κβαντικό τσιπ χρησιμοποιώντας τη νέα αρχιτεκτονική, η οποία είναι παρόμοια με τα συστήματα που ανέπτυξαν η Google και... IBM (IBM ). 

Η επιλογή qubit transmon που χρησιμοποιείται βασίζεται σε υπεραγώγιμα κυκλώματα που λειτουργούν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. κρύο θερμοκρασίες και προσφέρουν σταθερή προστασία από περιβαλλοντικός θόρυβος. Λειτουργούν επίσης καλά με τις σημερινές διαδικασίες κατασκευής. Η αύξηση του χρόνου συνοχής αυτών των qubits, ωστόσο, είναι εξαιρετικά δύσκολη.

Έτσι, η ομάδα του Πρίνστον επανασχεδίασε το qubit, χρησιμοποιώντας ο εξαιρετικά ανθεκτικό ταντάλιο για την πρόληψη ο απώλεια ενέργειας και ευρέως διαθέσιμο πυρίτιο υψηλής ποιότητας ως υπόστρωμα. Αυτό το τσιπ τανταλίου-πυριτίου δεν είναι μόνο πιο εύκολο στη μαζική παραγωγή, αλλά και ξεπερνά σε απόδοση τα τρέχοντα σχέδια.

Ο συνδυασμός αυτών των δύο, μαζί με τη βελτίωση των τεχνικών κατασκευής, οδήγησε την ομάδα στην επίτευξη μίας από τις σημαντικότερες βελτιώσεις στην ιστορία του transmon. Ένας υποθετικός υπολογιστής 1,000 qubit μπορεί να λειτουργήσει περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές καλύτερα αν ο καλύτερος σχεδιασμός της βιομηχανίας is άλλαξαν με το Πρίνστον σχέδιο λόγω των βελτιώσεών του απολέπιση εκθετικά με το μέγεθος του συστήματος, είπε ο Χουκ.

Ο Théau Peronnin, Διευθύνων Σύμβουλος της Alice & Bob, μιας εταιρείας που αναπτύσσει ένα σύστημα κβαντικής υπολογιστικής με αντοχή σε σφάλματα Nvidia (NVDA ), δήλωσε πρόσφατα ότι παρόλο που η κβαντική τεχνολογία δεν είναι ακόμη αρκετά προηγμένη ώστε να απειλήσει τα τρέχοντα κρυπτογραφικά συστήματα, θα μπορούσε να γίνει αρκετά ισχυρή ώστε να τα σπάσει λίγα χρόνια μετά το 2030.

Αυτός ο διαλογισμός στα αποτελεί απειλή όχι μόνο για Bitcoin (BTC ) και κρυπτονομίσματα, αλλά και σε όλες τις τραπεζικές κρυπτογραφήσεις. Δήλωσε στο Fortune σε μια συνέντευξη:

«Η υπόσχεση της κβαντικής υπολογιστικής είναι η εκθετική επιτάχυνση, αλλά αν κάνετε ζουμ σε μια εκθετική [καμπύλη], είναι εντελώς επίπεδη - και μετά είναι ένας κάθετος τοίχος. Έτσι, βρισκόμαστε μόνο στην αρχή της καμπής. Τώρα, δεν είναι πιο ισχυρό από το smartphone σας αυτή τη στιγμή. Αλλά δώστε του μερικά χρόνια και θα είναι πιο ισχυρός από τον μεγαλύτερο υπερυπολογιστή που υπήρξε ποτέ.»"

Ωστόσο, οι εταιρείες εργάζονται πάνω σε λύσεις, ενώ οι ερευνητές επεκτείνουν την εμβέλεια των κβαντικών δικτύων. Τον περασμένο μήνα, ερευνητές από τη Σχολή Μοριακής Μηχανικής Pritzker του Πανεπιστημίου του Σικάγο (UChicago PME) αύξησε το εύρος των κβαντικών συνδέσεων³ από λίγα μόλις χιλιόμετρα έως 2,000 χλμ.

«Για πρώτη φορά, η τεχνολογία για την κατασκευή ενός κβαντικού διαδικτύου παγκόσμιας κλίμακας είναι εφικτή.»"

– Επίκουρος Καθηγητής Τιαν Ζονγκ

Στη μελέτη τους, η ομάδα αύξησε τον χρόνο συνοχής μεμονωμένων ατόμων ερβίου από 0.1 χιλιοστά του δευτερολέπτου σε πάνω από 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου, και σε μία περίπτωση, έφτασαν ακόμη και τα 24 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Η καινοτομία εδώ ήταν κτιρίου οι κρύσταλλοι κρίσιμοι για δημιουργία κβαντική εμπλοκή με διαφορετικό τρόπο. Για αυτό, αυτοί χρησιμοποιούνται επιταξία μοριακής δέσμης (MBE), το οποίο είναι παρόμοιο με την τρισδιάστατη εκτύπωση. «Ξεκινάμε από το τίποτα και μετά συναρμολογούμε αυτή τη συσκευή άτομο προς άτομο," πρόσθεσε: «Η ποιότητα ή η καθαρότητα αυτού του υλικού είναι τόσο υψηλή που οι ιδιότητες κβαντικής συνοχής αυτών των ατόμων γίνονται εξαιρετικές».

Επενδύοντας στην Κβαντική Τεχνολογία

IonQ, Inc. (IONQ ) είναι μια εταιρεία κβαντικής τεχνολογίας που κατασκευάζει και εμπορευματοποιεί κβαντικούς υπολογιστές με έμφαση σε qubits παγιδευμένων ιόντων. Η εταιρεία προσφέρει κβαντικό υλικό μέσω μεγάλων πλατφορμών cloud. Κάνει την κβαντική υπολογιστική πιο προσβάσιμη και την τοποθετεί σε καλή θέση για εμπορική αξιοποίηση καθώς η κβαντική τεχνολογία κινείται προς τη χρήση στον πραγματικό κόσμο. 

Η απόδοση της μετοχής της IonQ αντικατοπτρίζει αυτό, με τις μετοχές της να διαπραγματεύονται αυτήν τη στιγμή στα 48.10 δολάρια, σημειώνοντας πτώση 21% τον τελευταίο μήνα, αλλά άνοδο άνω του 18% από την αρχή του έτους και 67.56% τα τελευταία τρία χρόνια. Έχει κέρδη ανά μετοχή (EPS) -5.35 και P/E (TTM) -9.21.

Όσον αφορά την οικονομική ισχύ της εταιρείας, ανακοίνωσε έσοδα 39.9 εκατομμυρίων δολαρίων για το τρίτο τρίμηνο του 2025, αυξημένα κατά 222% σε ετήσια βάση. Η καθαρή της ζημία ήταν 1.1 δισεκατομμύρια δολάρια, ενώ τα κέρδη ανά μετοχή (EPS) βάσει των GAAP ήταν (3.58 δολάρια) και τα προσαρμοσμένα κέρδη ανά μετοχή (EPS) ήταν (0.17 δολάρια).

Η IonQ είχε 1.5 δισεκατομμύρια δολάρια σε μετρητά, ισοδύναμα μετρητών και επενδύσεις στο τέλος του τριμήνου. 

«Πετύχαμε το τεχνικό ορόσημο του 2025, το #AQ 64, τρεις μήνες νωρίτερα, απελευθερώνοντας 36 τετράκις εκατομμύρια φορές περισσότερο υπολογιστικό χώρο από τα κορυφαία εμπορικά υπεραγώγιμα συστήματα. Πετύχαμε ένα πραγματικά ιστορικό ορόσημο επιδεικνύοντας παγκόσμιο ρεκόρ απόδοσης πύλης δύο qubit 99.99%, υπογραμμίζοντας την πορεία μας προς 2 εκατομμύρια qubits και 80,000 λογικά qubits το 2030.»"

– Διευθύνων Σύμβουλος Νικολό ντε Μάσι

Κατά τη διάρκεια αυτού του τριμήνου, η IonQ ολοκλήρωσε επίσης την εξαγορά των Oxford Ionics και Vector Atomic και έλαβε νέο συμβόλαιο με την Oak Ridge Nationa.l Εργαστήριο για την ανάπτυξη επιταχυνόμενων κβαντοκλασικών ροών εργασίας και προηγμένων ενεργειακών εφαρμογών.

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

Τελευταία Νέα για την IonQ, Inc. (IONQ)

Συμπέρασμα: Όταν «το σύννεφο» γίνεται κβαντικό

Η κβαντική υπολογιστική εξελίσσεται ραγδαία από μια απλή εργαστηριακή περιέργεια σε έναν παγκόσμιο τεχνολογικό αγώνα, όπου οι γίγαντες του κλάδου όπως η IBM, η Google και η Nvidia ωθούν τις δυνατότητες υλικού σε πρωτοφανή επίπεδα. Εν τω μεταξύ, οι ανακαλύψεις στη συνοχή των qubit, την ποσοτική...Η διόρθωση σφαλμάτων um και η εμπλοκή σε μεγάλες αποστάσεις λύνουν σταθερά τις μακροχρόνιες προκλήσεις του τομέα.

Εν μέσω αυτών, η πρόταση του KAUST αφορά την κατασκευή «cloud computing»" μια απτή πραγματικότητα, που τροφοδοτείται από φυσικές κρυογονικές θερμοκρασίες και αέναο ηλιακό φως. 

Αυτές οι εξελίξεις δείχνουν ότι πλησιάζουμε σε ένα ιστορικό σημείο καμπής. Μέσα στην επόμενη δεκαετία, είναι πολύ πιθανό η κβαντική υπολογιστική να περάσει επιτέλους από τη θεωρία στην πρακτικότητα, αναδιαμόρφωση της κρυπτογράφησης, της επιστήμης και τελικά ίσως ακόμη και η έννοια του «σύννεφου»" Itself.

Κάντε κλικ εδώ για μια λίστα με τις κορυφαίες μετοχές cloud computing.

Αναφορές

1. Abderrahim W., Amin O., & Shihada B. Πράσινη κβαντική υπολογιστική στον ουρανό. Ασύρματη Τεχνολογία npj 1, Άρθρο 5 (2025). https://doi.org/10.1038/s44459-025-00005-y
2. A. Eickbusch, M. McEwen, V. Sivak, A. Bourassa, J. Atalaya, J. Claes, D. Kafri, C. Gidney, C. Warren, J. Gross, A. Opremcak, N. Zobrist, KC Miao, G. Roberts, KJ Betzingerston, M. Greene, R. Acharya, L. Aghababaie Beni, G. Aigeldinger, R. Alcaraz, TI Andersen, M. Ansmann, F. Arute, …, A. Morvan et al. Επίδειξη δυναμικών επιφανειακών κωδικών. Φυσική της Φύσης, 2025, Άρθρο που δημοσιεύτηκε στις 17 Οκτωβρίου 2025. https://doi.org/10.1038/s41567-025-03070-w
3. Gupta, S., Huang, Y., Liu, S., Pei, Y., Gao, Q., Yang, S., Tomm, N., Warburton, RJ, & Zhong, T. (2025). Διπλές επιταξιακές τηλεπικοινωνιακές διεπαφές σπιν-φωτονίου με μακρόβια συνοχή. Nature Communications, 16, 9814. https://doi.org/10.1038/s41467-025-64780-6