Στρατόσφαιρικά Κβαντικά Κέντρα Δεδομένων: Το Επόμενο Σύννεφο

Τι θα γινόταν αν η «υπολογιστική στο σύννεφο» γίνει κυριολεκτική; Οι επιστήμονες εξερευνούν την ανάπτυξη προηγμένων υπολογιστών στη στρατόσφαιρα για να αντιμετωπίσουν ένα από τα βασικά ζητήματα της κβαντικής υπολογιστικής.

Αν εφαρμοστεί, αυτός ο μοναδικός τρόπος για την επίλυση του προβλήματος μπορεί να εξοικονομήσει κόστος ψύξης και να αλλάξει εντελώς τον τρόπο με τον οποίο γνωρίζουμε και σκεφτόμαστε το «cloud computing».

Το Αυξανόμενο Κόστος Ψύξης των Κβαντικών Κέντρων Δεδομένων

Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι ένας τύπος υπολογιστή που χρησιμοποιεί την κβαντική μηχανική για να εκτελεί πολύπλοκους υπολογισμούς πολύ πιο γρήγορα από τους κλασικούς υπολογιστές.

Σε αντίθεση με τους κλασικούς υπολογιστές, που αποθηκεύουν και επεξεργάζονται δεδομένα σε bits (δηλαδή 0 ή 1), οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν qubits που μπορούν να υπάρξουν 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 προχωρημένους παράλληλους υπολογισμούς και να απολαμβάνουν σημαντικά αυξημένη χωρητικότητα αποθήκευσης. Ωστόσο, τα qubits είναι πολύ ευαίσθητα στον περιβαλλοντικό θόρυβο, όπως η θερμότητα, οι δονήσεις και η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή.

Είναι απλώς πολύ ευαίσθητα και, ως εκ τούτου, διατηρούνται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες για να αποτρέψουν σφάλματα που προκαλούνται από θόρυβο και να εξασφαλίσουν σωστή λειτουργία.

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

Έτσι, ενώ τα κβαντικά κέντρα δεδομένων (QDCs) έχουν τη δυνατότητα να εκτελούν μια εργασία δύο φορές πιο γρήγορα από ένα παραδοσιακό σύστημα, καταναλώνουν δέκα φορές περισσότερη ενέργεια λόγω της χρήσης ενεργοβόρων κρυογενικών συστημάτων ψύξης.

Ως αποτέλεσμα, υπάρχει ανάγκη να εξεταστούν οι θερμοδυναμικές πτυχές των QDCs για να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας ψύξης αυτών των κέντρων δεδομένων.

Μερικές από τις κύριες τεχνικές ψύξης που χρησιμοποιούνται σε κέντρα δεδομένων για κβαντικά τσιπ περιλαμβάνουν τη ψυκτική λέιζερ, τη διαρροή ψύξης (dilution refrigeration) και τη ψύξη με σωλήνα παλμού, με προχωρημένες τεχνολογίες όπως η χρήση του μαγνητοκαλορικού εφέ (ένα φαινόμενο κατά το οποίο τα μαγνητικά υλικά θερμαίνονται όταν εφαρμόζεται μαγνητικό πεδίο και ψύχονται όταν το πεδίο αφαιρείται) σε υπερυγρούς επίσης να κερδίζουν έδαφος.

Μια άλλη τεχνική περιλαμβάνει την εμβάπτιση των κβαντικών κυκλωμάτων σε σπάνιο κρυογενικό υγρό Ήλιο‑3, το οποίο γίνεται υπερυγρό σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και παρουσιάζει μοναδικές κβαντικές ιδιότητες.

Παρόλα αυτά, η επίτευξη και η διατήρηση κρυογενικών περιβαλλόντων για τα qubits απαιτεί σημαντικό κόστος και ενέργεια, θέτοντας ένα μεγάλο εμπόδιο στην υιοθέτηση και κλιμάκωση της κβαντικής υπολογιστικής.

Αυτό απαιτεί καινοτόμες μηχανικές προσεγγίσεις που μπορούν να επιτρέψουν υψηλής απόδοσης κβαντική υπολογιστική.

Μια μελέτη από ερευνητές του KAUST έκανε ακριβώς αυτό, προτείνοντας την ανάπτυξη κβαντικών επεξεργαστών σε στρατόσφαιρα υψηλού υψομέτρου (HAPs). Οι επεξεργαστές θα φιλοξενούνται σε αερόπλοια που πετούν μέσω της στρατόσφαιρας σε υψόμετρο περίπου 20 km (12,4 μίλια), όπου η περιβάλλουσα θερμοκρασία είναι -50 °C (περίπου -58 °F). 

Αξιοποιώντας αυτές τις φυσικά ψυχρές συνθήκες, οι ερευνητές στοχεύουν στη σημαντική μείωση των απαιτήσεων ψύξης των QDCs και στην ενεργοποίηση βιώσιμης, υψηλής απόδοσης κβαντικής υπολογιστικής.

Μετατροπή Αερόπλοιων σε Ηλιακά Κρυογενικά Κέντρα Δεδομένων

Η νέα πρόταση ερευνητών του Σαουδικού Αραβικού King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), δημοσιεύτηκε στο περιοδικό npj Wireless Technology¹, περιγράφει ένα νέο πλαίσιο για την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών στη στρατόσφαιρα χρησιμοποιώντας αερόπλοια, ή μπαλόνια.

Δείχνει επίσης ότι η μοναδική τους προσέγγιση για πράσινη, ευέλικτα αναπτύξιμη κβαντική υπολογιστική στην άνω ατμόσφαιρα προσφέρει υψηλότερη ενεργειακή αποδοτικότητα. Επιπλέον, το σύστημα αποδίδει καλύτερα υπολογιστικά από τα παραδοσιακά επίγεια κέντρα δεδομένων.

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

– Κύριος συγγραφέας, Basem Shihada του KAUST

Για να αξιοποιήσουν τις ψυχρές συνθήκες της στρατόσφαιρας, η ομάδα προτείνει Πλατφόρμες Υψηλού Υψομέτρου Ενεργοποιημένες με Κβαντική Υπολογιστική (QC‑HAPs). Αυτά τα στρατόσφαιρα αερόπλοια θα φιλοξενούν τις κβαντικές συσκευές εντός κρυοστατών για τη διατήρηση της απαιτούμενης κρυογενικής θερμοκρασίας. 

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

Επιπλέον, τα αερόπλοια θα εξοπλιστούν με ηλιακούς πίνακες για τη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια και μπαταρίες λιθίου‑θειούχου για ομαλή λειτουργία τη νύχτα και κατά τις διαταραγές του καιρού.

Σύμφωνα με το άρθρο, τα κοσμικά ραδιενεργά σωματίδια, υψηλής ενέργειας σωματίδια που παράγονται από τον ήλιο, θα είχαν αμελητέο αντίκτυπο στην αξιοπιστία των στρατόσφαιρων κβαντικών συστημάτων, επιβεβαιώνοντας τη βιωσιμότητα της πλατφόρμας στη στρατόσφαιρα. 

Τα QC‑HAPs που τοποθετούνται στον ουρανό θα συνδεθούν με κβαντικά κέντρα δεδομένων στο έδαφος.

Για αυτό, τα HAPs θα στέλνουν πληροφορίες κωδικοποιημένες σε κυματισμούς φωτός μέσω ελεύθερης οπτικής επικοινωνίας (FSO). Για συνθήκες νέφους, οι συνδέσεις ραδιοσυχνοτήτων θα λειτουργούν ως εφεδρεία.

Για την αποφυγή υποβάθμισης σήματος και αποσύνθεσης καθώς τα δεδομένα διασχίζουν την ατμόσφαιρα, η ομάδα προτείνει τη χρήση ενδιάμεσων, μπαλόνι‑μεταφορέων σε χαμηλότερα ύψη ως σταθμούς αναμετάδοσης.

Το μεγάλο πλεονέκτημα των QC‑HAPs είναι ότι μπορούν να μετακινηθούν όπου χρειάζονται, είτε σε περιοχές υψηλής ζήτησης είτε σε απομακρυσμένες περιοχές. Αυτή η ευέλικτη ανάπτυξη επεκτείνει την κάλυψη της κβαντικής υπολογιστικής, ελαχιστοποιεί τα σημεία συμφόρησης και μειώνει την καθυστέρηση.

Επίσης, μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους για αύξηση της συνολικής υπολογιστικής ισχύος, σχηματίζοντας «ένα δυναμικό στόλο ικανό να παρέχει υπηρεσίες κβαντικού υπολογισμού κατά ζήτηση, κλιμακούμενες παγκοσμίως», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Wiem Abderrahim, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Καρθάγης στην Τυνησία.

Αυτή η κλιμακώσιμη αρχιτεκτονική πολλαπλών HAPs μπορεί να ξεπεράσει ατομικούς περιορισμούς ενέργειας και να ενισχύσει τα υπολογιστικά πλεονεκτήματα.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των ερευνητών, η ηλιακή λύση τους θα μπορούσε να μειώσει την απαίτηση ψύξης κατά 21 % σε σύγκριση με ισοδύναμα κβαντικά κέντρα δεδομένων στο έδαφος.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την προσέγγιση σε δύο κορυφαίες μορφές κβαντικής υπολογιστικής για τη ωριμότητα, τη σταθερότητα, την κλιμακωσιμότητα και το χρόνο συνοχής. Η μείωση στην απαίτηση ψύξης διαφέρει ανά αρχιτεκτονική qubit επειδή κάθε τύπος λειτουργεί σε διαφορετικό κρυογενικό εύρος θερμοκρασιών.

Μία προσέγγιση χρησιμοποιεί qubits βασισμένα σε παγιδευμένα ιόντα ψυγμένα περίπου στα 4 K (περίπου –269 °C). Αυτή έλαβε τα μεγαλύτερα οφέλη από το concept QC‑HAP. Η άλλη χρησιμοποιεί υπεραγωγικά κυκλώματα που λειτουργούν σε θερμοκρασίες μεταξύ 10 και 20 mK.

Η ανάλυσή τους δείχνει επίσης ότι αυτά τα κβαντικά‑ενεργοποιημένα HAPs υποστηρίζουν 30 % περισσότερα qubits από τα επίγεια QDCs ενώ διατηρούν χαμηλότερα ποσοστά σφάλματος, ειδικά όταν αξιοποιούν προηγμένες δυνατότητες υλικού.

Πέρα από τα qubits, η εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται από το στρατόσφαιρο κβαντικό σύστημα εξαρτάται επίσης από την αρχιτεκτονική του κέντρου δεδομένων, όπως σημειώνει η μελέτη.

Παρόλο που είναι ισχυρή, αυτή η φουτουριστική έννοια βρίσκεται μακριά από την πρακτική υλοποίηση, απαιτώντας σημαντικές προόδους στο κβαντικό υλικό, όπως αξιόπιστα συστήματα για την ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων, ιδιαίτερα κατά τη μετάδοση.

Υπάρχουν επίσης οι μοναδικοί χαρακτηρισμοί του στρατόσφαιρου, όπως εποχικές διακυμάνσεις στην ηλιακή ακτινοβολία και τις καιρικές συνθήκες που επηρεάζουν την συλλεγμένη ηλιακή ενέργεια, και, με τη σειρά τους, την ενεργειακή αποδοτικότητα της προτεινόμενης πλατφόρμας, που απαιτούν προσεκτική εξέταση.

Η μελέτη προτείνει για μελλοντική έρευνα την ανάλυση του πώς οι περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν τα κβαντικά συστήματα και την ανάπτυξη ανθεκτικών σχεδίων για την πραγματική υλοποίηση των QC‑HAP. 

«Τα επόμενα βήματά μας είναι η μετάβαση από το εννοιολογικό και αναλυτικό στάδιο προς πιο υλοποιήσιμες μελέτες.»

– Συν‑συγγραφέας της μελέτης, Osama Amin

Κοιτάζοντας μπροστά, οι ερευνητές προβλέπουν ότι οι αεροπορικές κβαντικές λύσεις δεν θα αντικαταστήσουν αλλά θα συνυπάρξουν με τα παραδοσιακά επίγεια κέντρα δεδομένων σε ένα υβριδικό πλαίσιο υπολογιστικού σύννεφου.

The Global Race to Make Quantum Computers a Reality

Καθώς οι ερευνητές εξερευνούν πλατφόρμες κβαντικής υπολογιστικής στο ουρανό, οι κύριοι βιομηχανικοί παίκτες συνεχίζουν να προωθούν το υλικό που απαιτείται για την κβαντική εποχή, το οποίο αυτές οι πλατφόρμες ενδέχεται τελικά να υποστηρίξουν. 

IBM (IBM ), για παράδειγμα, είναι ανάμεσα σε εκείνους που εμβαθύνουν στην κβαντική υπολογιστική, ελπίζοντας να παραδώσουν το Starling, έναν μεγάλης κλίμακας κβαντικό υπολογιστή ανθεκτικό σε σφάλματα, πριν λήξει η δεκαετία.

Πρόσφατα, η εταιρεία ανακοίνωσε την ανάπτυξη νέων μονάδων κβαντικής επεξεργασίας (QPUs) που αναμένεται να βοηθήσουν τους να επιτύχουν κβαντικό πλεονέκτημα καθώς και έναν πλήρως ανθεκτικό σε σφάλματα κβαντικό υπολογιστή.

Με 120 qubits, το IBM Quantum Nighthawk είναι ο πρώτος νέος επεξεργαστής που μπορεί να επεξεργαστεί 30 % πιο σύνθετους κβαντικούς υπολογισμούς από το προηγούμενο QPU της IBM (R2 Heron). Κάθε ένα από αυτά τα qubits μπορεί να συνδεθεί με τους πλησιέστερους τέσσερις γείτονες χάρη σε ρυθμιζόμενους συνδέσμους. Αυτό το πλαίσιο θα επιτρέψει στους επιστήμονες να διερευνήσουν προβλήματα που απαιτούν 5.000 πύλες δύο‑qubit, με την IBM να ελπίζει να έχει μελλοντικές εκδόσεις του Nighthawk που θα παραδίδουν έως 10.000 πύλες μέχρι το τέλος του 2027.

Το IBM Loon είναι ο άλλος μικρότερος επεξεργαστής, ο οποίος διαθέτει 112 qubits και όλα τα υλικά στοιχεία που απαιτούνται για πλήρη ανθεκτικότητα σε σφάλματα, ώστε να αντιμετωπιστεί το υψηλό ποσοστό αποτυχίας στα qubits. Αυτό θα βοηθήσει την ομάδα να μάθει εκ των προτέρων για το Kookaburra, ακόμη έναν επεξεργαστή proof‑of‑concept, ο οποίος θα είναι ο πρώτος QPU σχεδιασμένος με μονάδες για αποθήκευση και επεξεργασία κωδικοποιημένων δεδομένων. Αναμένεται τον επόμενο χρόνο.

Επιπλέον, η IBM ανέφερε ότι η νέα μορφή κατασκευής κβαντικών επεξεργαστών σε δίσκο 300 mm (12 ίντσες) μειώνει στο μισό το χρόνο που απαιτείται για την κατασκευή του καθενός, ενώ αυξάνει τη φυσική πολυπλοκότητα των τσιπ κατά 10×.

Ενώ το υλικό επιταχύνει, τα χρονοδιαγράμματα για την κυρίαρχη κβαντική υπολογιστική διαφέρουν δραματικά μεταξύ των ηγετών της βιομηχανίας.

Οι κβαντικοί υπολογιστές, σύμφωνα με τον πρώην CEO της Intel, (INTC ) Pat Gelsinger, θα γίνουν κυρίαρχοι πολύ πιο γρήγορα, σε περίπου δύο χρόνια, και θα σηματοδοτήσουν το τέλος των GPU. Εν τω μεταξύ, Nvidia (NVDA ), ένας κυρίαρχος παίκτης στην αγορά GPU, δήλωσε ότι θα χρειαστούν δύο δεκαετίες για να γίνει η κβαντική υπολογιστική κυρίαρχη.

«Κατευθυνόμαστε προς τη πιο συναρπαστική δεκαετία ή δύο για τους τεχνολόγους», δήλωσε ο Gelsinger σε συνέντευξη με το FT. Επίσης, χαρακτήρισε την κβαντική υπολογιστική ως την «άγια τριάδα» του κόσμου υπολογιστών, μαζί με την κλασική και την AI υπολογιστική.

Αλλά ενώ ο Gelsinger πιστεύει επίσης ότι μια «κβαντική επανάσταση» θα σκάσει τη φούσκα AI, ο Sundar Pichai της Google τη βλέπει ως το επόμενο κύμα AI.

Ο Διευθύνων Σύμβουλος της τρίτης μεγαλύτερης εταιρείας παγκοσμίως κατά κεφαλαιοποίηση, με 3,86 τρισεκατομμύρια δολάρια, δήλωσε σε πρόσφατη συνέντευξη ότι η κβαντική υπολογιστική πλησιάζει γρήγορα σε μια στιγμή επανάστασης παρόμοια με αυτή που έζησε η AI πριν λίγα χρόνια.

«Θα έλεγα ότι η κβαντική είναι εκεί, όπου ίσως η AI ήταν πριν πέντε χρόνια. Έτσι, πιστεύω ότι σε πέντε χρόνια θα περνάμε από μια πολύ συναρπαστική φάση στην κβαντική.»

– Pichai

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

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

Ενισχύοντας αυτή την πορεία, μόλις τον περασμένο μήνα, ερευνητές στο Google Quantum AI ανακοίνωσαν την υλοποίηση ενός surface code² χρησιμοποιώντας τρία διαφορετικά δυναμικά κυκλώματα. Αυτό ανοίγει νέες δυνατότητες για την πραγματική εφαρμογή της γνωστής τεχνικής Διόρθωσης Κβαντικών Σφαλμάτων (QEC) και θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην ανάπτυξη πιο αξιόπιστων κβαντικών υπολογιστών.

Η QEC είναι ο τρόπος για να λειτουργούν αξιόπιστα αυτοί οι υπολογιστές. Είναι επίσης ουσιώδης για την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών ανθεκτικών σε σφάλματα, αλλά «η υλοποίηση της QEC αποτελεί σημαντική πρόκληση επειδή τα κυκλώματα ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων είναι πολύπλοκα και απαιτούν εξαιρετικά ακριβείς λειτουργίες», είπε ο συν‑συγγραφέας Matt McEwen.

Ο surface code που αναφέρεται λειτουργεί οργανώνοντας τα qubits σε δισδιάστατο πλέγμα και ελέγχοντας επανειλημμένα για σφάλματα.

Προηγουμένως, ο McEwen εργάστηκε σε θεωρητική πρόταση που έδειχνε ότι υπάρχουν πολλαπλοί τρόποι υλοποίησής του, επιδεικνύοντας ειδικά τη δυνατότητα τριών διαφορετικών δυναμικών υλοποιήσεων του surface code: hex, iSWAP και walking circuits.

Με βάση αυτό, η ομάδα συνέχισε να εργαστεί στην απόδειξη ότι λειτουργούν σε πειράματα υπό πραγματικές συνθήκες. 

Κατά τη δοκιμή, διαπίστωσαν ότι τα iSWAP circuits βελτίωσαν την καταστολή των σφαλμάτων κατά 1,56 φορές και το walking circuit κατά 1,69  φορές, ενώ το hex circuit έκανε το ίδιο κατά 2,15 φορές.

«Το μεγαλύτερο συμπέρασμα από τη δουλειά μας είναι η επιβεβαίωση ότι αυτές οι δυναμικές υλοποιήσεις κυκλωμάτων λειτουργούν στην πραγματικότητα.»

– McEwen

Οι προόδους στη σταθερότητα των qubits επιταχύνουν επίσης. Μηχανικοί του Princeton μπορούσαν πρόσφατα να επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής των qubits³ στην τελευταία τους έρευνα, η οποία χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από το Google Quantum AI.

Ένα μεγάλο βήμα προς την ανάπτυξη χρήσιμων κβαντικών υπολογιστών, οι μηχανικοί δημιούργησαν ένα υπεραγωγικό qubit που παρέμεινε σταθερό για πάνω από 1 ms, τρεις φορές περισσότερο από τις ισχυρότερες υπάρχουσες εκδόσεις.

«Το πραγματικό πρόβλημα, το πράγμα που μας εμποδίζει να έχουμε χρήσιμους κβαντικούς υπολογιστές σήμερα, είναι ότι χτίζεις ένα qubit και η πληροφορία δεν διαρκεί πολύ», είπε ο συν‑συγγραφέας Andrew Houck, ντεάν του τμήματος μηχανικής του Princeton. «Αυτό είναι το επόμενο μεγάλο άλμα.»

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

Η επιλογή του transmon qubit βασίζεται σε υπεραγωγικά κυκλώματα που λειτουργούν σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και προσφέρουν ισχυρή προστασία από το περιβαλλοντικό θόρυβο. Λειτουργούν επίσης καλά με τις σημερινές διαδικασίες κατασκευής. Η αύξηση του χρόνου συνοχής αυτών των qubits, ωστόσο, είναι εξαιρετικά δύσκολη.

Έτσι, η ομάδα του Princeton επανεξέτασε το qubit, χρησιμοποιώντας το εξαιρετικά ανθεκτικό ταλτάνιο για την πρόληψη της απώλειας ενέργειας και το ευρέως διαθέσιμο υψηλής ποιότητας πυρίτιο ως υπόστρωμα. Αυτό το ταλτάνιο‑σιλικό τσιπ δεν είναι μόνο πιο εύκολο στην μαζική παραγωγή, αλλά υπερβαίνει επίσης τα τρέχοντα σχέδια.

Ο συνδυασμός αυτών, μαζί με τη βελτίωση των τεχνικών κατασκευής, οδήγησε την ομάδα στην επίτευξη μιας από τις πιο σημαντικές βελτιώσεις στην ιστορία του transmon. Ένας υποθετικός υπολογιστής 1.000 qubits θα μπορούσε να λειτουργήσει περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές καλύτερα εάν το τρέχον βέλτιστο σχέδιο της βιομηχανίας αντικατασταθεί με το σχέδιο του Princeton, λόγω της εκθετικής κλιμάκωσης με το μέγεθος του συστήματος, όπως είπε ο Houck.

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

Αυτό θέτει κίνδυνο όχι μόνο στο Bitcoin και τα κρυπτονομίσματα, αλλά και σε όλη την κρυπτογραφία των τραπεζών. Δήλωσε στο Fortune σε συνέντευξη:

«Η υπόσχεση της κβαντικής υπολογιστικής είναι μια εκθετική ταχύτητα, αλλά αν κοιτάξετε την εκθετική καμπύλη, είναι εντελώς επίπεδη — και μετά είναι ένας κατακόρυφος τοίχος. Είμαστε λοιπόν μόνο στην αρχή της καμπής. Προς το παρόν, δεν είναι πιο ισχυρή από το smartphone σας. Αλλά δώστε της μερικά χρόνια και θα είναι πιο ισχυρή από τον μεγαλύτερο υπερυπολογιστή που υπήρξε ποτέ.»

Οι εταιρείες, ωστόσο, εργάζονται σε λύσεις, ενώ οι ερευνητές επεκτείνουν την εμβέλεια των κβαντικών δικτύων. Τον περασμένο μήνα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο, Σχολή Μοριακής Μηχανικής (UChicago PME) αύξησαν το εύρος των κβαντικών συνδέσεων³ από λίγα χιλιόμετρα σε 2 000 km.

«Για πρώτη φορά, η τεχνολογία για την κατασκευή ενός παγκόσμιου κβαντικού διαδικτύου είναι εντός εμβέλειας.»

– Αναπληρωτής Καθηγητής Tian Zhong

Στη μελέτη τους, η ομάδα αύξησε το χρόνο συνοχής των ατομικών αργύριων από 0,1 ms σε πάνω από 10 ms, και σε μία περίπτωση έφτασαν ακόμη και τα 24 ms.

Η καινοτομία εδώ ήταν η κατασκευή των κρυστάλλων κρίσιμων για δημιουργία κβαντικής εμπλοκής με διαφορετικό τρόπο. Για αυτό, χρησιμοποίησαν μοριακή δέσμη επεξεργασίας (MBE), που είναι παρόμοια με 3D printing. «Ξεκινάμε από το μηδέν και μετά συναρμολογούμε αυτή τη συσκευή άτομο προς άτομο,» πρόσθεσε, «Η ποιότητα ή η καθαρότητα αυτού του υλικού είναι τόσο υψηλή που οι κβαντικές ιδιότητες συνοχής αυτών των ατόμων γίνονται εξαιρετικές.»

Investing in Quantum Tech

IonQ, Inc. (IONQ ) είναι μια καθαρά κβαντική εταιρεία που κατασκευάζει και εμπορευματοποιεί κβαντικούς υπολογιστές με έμφαση στα παγιδευμένα‑ιόντα qubits. Η εταιρεία προσφέρει κβαντικό υλικό μέσω μεγάλων πλατφορμών cloud. Καθιστώντας την κβαντική υπολογιστική πιο προσιτή και τοποθετώντας την καλά για εμπορική υιοθέτηση καθώς η κβαντική προχωρά προς πραγματική χρήση. 

Η απόδοση των μετοχών του IonQ αντανακλά αυτό, με τις μετοχές του να διαπραγματεύονται αυτή τη στιγμή στα $48,10, κάτω 21 % τον τελευταίο μήνα αλλά πάνω 18 % YTD και 67,56 % τα τελευταία τρία χρόνια. Έχει EPS (TTM) -5,35 και P/E (TTM) -9,21.

Όσον αφορά τη χρηματοοικονομική δύναμη της εταιρείας, ανέφερε έσοδα $39,9 εκατομμύρια για το Q3 2025, άνοδο 222 % YoY. Η καθαρή ζημιά ήταν $1,1 δισεκατομμύρια, ενώ το GAAP EPS ήταν ($3,58) και το προσαρμοσμένο EPS ($0,17).

Το IonQ διέθετε $1,5 δισεκατομμύρια σε μετρητά, ισοδύναμα μετρητών και επενδύσεις στο τέλος του τριμήνου. 

«Παραδώσαμε το τεχνικό ορόσημο 2025 του #AQ 64 τρεις μήνες νωρίτερα, ξεκλειδώνοντας 36 τετρακινητικά φορές περισσότερο υπολογιστικό χώρο από τα κορυφαία εμπορικά υπεραγωγικά συστήματα. Επιτύχαμε ένα πραγματικά ιστορικό ορόσημο με την επίδειξη παγκόσμιας εγγραφής 99,99 % απόδοσης πύλης δύο‑qubit, υπογραμμίζοντας το δρόμο μας προς 2 εκατομμύρια qubits και 80 000 λογικά qubits το 2030.»“

– Διευθύνων Σύμβουλος Niccolò de Masi

Κατά τη διάρκεια αυτού του τριμήνου, το IonQ ολοκλήρωσε επίσης την εξαγορά της Oxford Ionics και της Vector Atomic και κέρδισε νέο συμβόλαιο με το Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge για την ανάπτυξη επιταχυμένων κβαντικο‑κλασικών ροών εργασίας και προηγμένων ενεργειακών εφαρμογών.

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

Latest IonQ, Inc. (IONQ) Stock News

Conclusion: When ‘the Cloud’ Becomes Quantum

Η κβαντική υπολογιστική εξελίσσεται γρήγορα από μια απλή εργαστηριακή περιέργεια σε έναν παγκόσμιο αγώνα τεχνολογίας, όπου γίγαντες της βιομηχανίας όπως η IBM, η Google και η Nvidia ωθούν τις δυνατότητες του υλικού σε άνευ προηγουμένου επίπεδα. Παράλληλα, οι προόδους στη συνοχή των qubits, στην κβαντική διόρθωση σφαλμάτων και στην εμπλοκή μεγάλων αποστάσεων λύνουν σταθερά τις μακροχρόνιες προκλήσεις του πεδίου.

Στο μεταξύ, η πρόταση του KAUST εργάζεται για να κάνει το «cloud computing»» μια απτή πραγματικότητα, τροφοδοτούμενη από φυσικές κρυογενικές θερμοκρασίες και αέναρο ηλιακό φως. 

Αυτές οι εξελίξεις δείχνουν ότι προσεγγίζουμε ένα ιστορικό σημείο καμπής. Μέσα στην επόμενη δεκαετία, είναι πολύ πιθανό ότι η κβαντική υπολογιστική θα μεταβεί τελικά από τη θεωρία στην πρακτική, αναδιαμορφώνοντας την κρυπτογράφηση, την επιστήμη και, τελικά, ίσως ακόμη και το νόημα του «σύννεφου»».

Κάντε κλικ εδώ για μια λίστα με τις κορυφαίες μετοχές υπολογιστικού σύννεφου.

References

1. Abderrahim W., Amin O., & Shihada B. Green quantum computing in the sky. npj Wireless Technology 1, Article 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, K. C. Miao, G. Roberts, K. J. Satzinger, A. Bengtsson, M. Neeley, W. P. Livingston, A. Greene, R. Acharya, L. Aghababaie Beni, G. Aigeldinger, R. Alcaraz, T. I. Andersen, M. Ansmann, F. Arute, …, A. Morvan et al. Demonstration of dynamic surface codes. Nature Physics, 2025, Article published 17 Οκτώβριος 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, R. J., & Zhong, T. (2025). Dual epitaxial telecom spin‑photon interfaces with long‑lived coherence. Nature Communications, 16, 9814. https://doi.org/10.1038/s41467-025-64780-6