Cercetare 2021–2026

Evoluția calculatoarelor cuantice în ultimii 5 ani

O comparație clară între qubiți fizici, qubiți logici, corectarea erorilor, principalele platforme și ritmul realist către 1.000 de qubiți logici.

Vezi cronologia
1.121 qubiți fizici pe IBM Condor în 2023
24 qubiți logici încurcați demonstrați în 2024
≈ 50 qubiți logici anunțați în oferte de platformă
2038–2048 interval realist estimat pentru 1.000 de qubiți logici utili

Concluzia principală

Creșterea numărului de qubiți fizici a fost rapidă, dar progresul cu adevărat important este reducerea erorii logice și posibilitatea de a executa algoritmi lungi.

Între 2021 și 2026, domeniul a trecut de la procesoare cu aproximativ 100 de qubiți fizici la sisteme de peste 1.000 de qubiți fizici. În paralel, demonstrațiile de corectare a erorilor au avansat de la coduri mici la configurații de ordinul zecilor de qubiți logici. Totuși, nu există încă un calculator public, universal și complet tolerant la erori cu sute sau 1.000 de qubiți logici.

Cronologia progresului

Tabelul poate fi filtrat după an, companie, platformă sau termen tehnic.

Tabel 2021–2026
An Realizări majore Scară fizică Qubiți logici și erori Semnificație practică
2021 IBM lansează procesorul Eagle și depășește pragul de 100 de qubiți superconductori. Accesul cloud și execuția hibridă prin Qiskit Runtime se extind.
IBM Eagle superconductori
127 qubiți fizici pe IBM Eagle. Corectarea erorilor era încă limitată la coduri mici și demonstrații de laborator. Sistemele comerciale rămâneau în epoca NISQ. Depășirea pragului de 100 de qubiți a făcut simularea clasică exactă mai dificilă, dar nu a produs încă un calculator tolerant la erori.
2022 IBM Osprey ajunge la 433 de qubiți. Se îmbunătățesc circuitele dinamice, măsurarea în timpul circuitului, resetarea și controlul condiționat.
IBM Osprey circuite dinamice
433 qubiți fizici pe IBM Osprey. Apar platforme cu sute de atomi controlați. Sunt demonstrate mai multe componente necesare corectării erorilor, dar încă nu există qubiți logici scalabili pentru algoritmi lungi. Accentul începe să se mute de la numărul brut de qubiți la control, fidelitate, conectivitate și execuție adaptivă.
2023 Google arată că un qubit logic realizat din 49 de qubiți fizici poate avea o rată de eroare mai mică decât unul realizat din 17. IBM Condor ajunge la 1.121 de qubiți fizici. Harvard, QuEra și MIT demonstrează un procesor logic cu atomi reconfigurabili.
Google IBM Condor QuEra QEC
1.121 qubiți fizici pe IBM Condor și până la 280 qubiți fizici în experimente cu atomi neutri. Este demonstrată reducerea erorii logice prin mărirea codului. Experimentele cu atomi neutri includ până la 48 de qubiți logici codificați, în regimuri specifice. 2023 reprezintă un punct de cotitură: redundanța începe să reducă efectiv eroarea, nu doar să consume mai mulți qubiți.
2024 Google Willow demonstrează funcționare sub pragul de corectare a erorilor. Microsoft și Quantinuum demonstrează qubiți logici mai fiabili decât qubiții fizici, apoi 12 qubiți logici. Microsoft și Atom Computing creează și încurcă 24 de qubiți logici.
Willow Quantinuum Atom Computing
105 qubiți fizici pe Willow. Atom Computing anunță sisteme cu peste 1.200 de qubiți fizici. Demonstrații cu 12 qubiți logici pe ioni și 24 qubiți logici încurcați pe atomi neutri. Willow arată că eroarea scade odată cu creșterea codului. Corectarea erorilor devine scalabilă în mod măsurabil, dar multe demonstrații folosesc postselecție, circuite limitate sau coduri specializate.
2025 Google continuă experimentele avansate pe Willow. IBM dezvoltă generațiile Heron și introduce Nighthawk, concentrându-se pe fidelitate și circuite mai adânci. Microsoft și Atom Computing promovează o ofertă comercială de nivel logic.
Google IBM Heron Nighthawk
120 qubiți fizici pe IBM Nighthawk r1. Willow rămâne la 105, dar cu fidelități și calibrare îmbunătățite. Microsoft prezintă o ofertă de ordinul a 50 de qubiți logici împreună cu Atom Computing. Aceasta nu trebuie confundată cu o demonstrație completă a 50 de qubiți logici universali. Accentul se mută de la recordul brut la calcul verificabil, integrare hardware-software și reducerea erorii totale pe algoritmi reali.
2026 Industria dezvoltă procesoare modulare, decodoare în timp real, coduri qLDPC, sisteme cu atomi neutri și interconectări cuantice.
modularitate qLDPC decodare în timp real
Sistemele cu mii de qubiți fizici sunt plauzibile sau anunțate pe unele platforme, dar cifra fizică nu indică direct puterea utilă. Frontiera publică rămâne de ordinul zecilor de qubiți logici, cu grade diferite de fidelitate, universalitate și toleranță la erori. Problema reală este executarea unui număr foarte mare de porți logice cu eroare totală mică, nu doar fabricarea unui număr mai mare de qubiți.

Comparație între platforme

Fiecare tehnologie are avantaje diferite. Nu există încă un câștigător clar.

Superconductori

Companii: IBM, Google

  • Porți foarte rapide.
  • Fabricare apropiată de tehnologia semiconductorilor.
  • Necesită răcire criogenică și cablare foarte complexă.
  • Pot necesita sute sau mii de qubiți fizici pentru un qubit logic foarte bun.

Ioni capturați

Companii: Quantinuum, IonQ

  • Fidelități ridicate și qubiți uniformi.
  • Conectivitate aproape completă.
  • Porți mai lente și scalare fizică dificilă.
  • Interconectarea modulelor este esențială.

Atomi neutri

Companii: QuEra, Atom Computing, Pasqal

  • Sute sau mii de atomi disponibili.
  • Geometrie reconfigurabilă și conectivitate flexibilă.
  • Potențial bun pentru coduri qLDPC.
  • Fidelitatea porților și pierderea atomilor rămân probleme majore.

Fotonice

Companii: PsiQuantum, Xanadu

  • Modularitate și rețele cuantice naturale.
  • Potențial de fabricare industrială.
  • Pierderile optice sunt foarte greu de controlat.
  • Necesită un număr foarte mare de componente și stări resursă.

Când s-ar putea ajunge la 1.000 de qubiți logici?

Nu există o curbă liniară. Saltul de la 10 la 1.000 de qubiți logici presupune o creștere masivă a complexității sistemului.

Scenariu foarte optimist

2033–2038

Necesită progrese rapide în coduri qLDPC, fidelitate, fabricare, modularitate și decodare în timp real.

Scenariu realist

2038–2048

Presupune progres constant, dar și mai multe generații hardware, întârzieri tehnice și maturizarea infrastructurii.

Scenariu conservator

după 2048

Devine probabil dacă overhead-ul corectării erorilor rămâne foarte mare sau dacă apar probleme de scalare neprevăzute.

Poziția aproximativă actuală față de 1.000 de qubiți logici utili
zeci de qubiți logici ținta: 1.000

Ce trebuie verificat în orice anunț

Titlurile de presă pot amesteca ușor qubiții fizici, logici și demonstrațiile limitate.

1

Este vorba despre qubiți fizici sau qubiți logici?

2

Qubiții logici sunt universali sau folosiți doar într-un experiment specific?

3

S-a folosit postselecție pentru eliminarea rezultatelor nereușite?

4

Câte porți logice au fost executate efectiv?

5

Care este rata de eroare logică?

6

Eroarea scade atunci când dimensiunea codului crește?

7

Corectarea erorilor se face în timp real?

8

Rezultatul a fost publicat și verificat independent?

Surse recomandate

Acestea sunt sursele primare care trebuie folosite pentru actualizare și verificare.

IBM Quantum roadmap, procesoare, cercetare și corectarea erorilor
Google Quantum AI Willow, coduri de suprafață și experimente sub prag
Microsoft Azure Quantum qubiți logici și colaborări cu Quantinuum și Atom Computing
Quantinuum Research ioni capturați și demonstrații de corectare a erorilor
Atom Computing / QuEra atomi neutri, procesoare logice și scalare la mii de qubiți fizici
Nature / Science / arXiv articole științifice și preprinturi tehnice