داخل طريق IBM نحو Starling: ما الذي تُظهره نتائج تصحيح الأخطاء في نوفمبر 2026، وما الذي لا تُظهره

الهدف: 200 كيوبت منطقي و100 مليون عملية

تقول IBM إن نظام Starling التابع لـ IBM Quantum، المخطط له في 2029، سيشغّل دوائر تضم 100 مليون عملية كمومية على 200 كيوبت منطقي. الكيوبت المنطقي وحدة واحدة من المعلومات الكمومية المحمية، موزّعة على كثير من الكيوبتات الفيزيائية، بحيث يمكن رصد الأخطاء وتصحيحها أسرع من تراكمها. ويشرح دليلنا عن تصحيح الأخطاء الأساسيات.

يقوم تصميم Starling على عائلة من الشيفرات الكمومية منخفضة كثافة فحص التكافؤ (qLDPC) تُسمّى شيفرات الدراجة ثنائية المتغير، نشرها باحثو IBM في مجلة Nature عام 2024. ومثالها الأبرز، شيفرة “gross” [[144,12,12]]، تخزّن 12 كيوبتًا منطقيًا في 288 كيوبتًا فيزيائيًا. ويقدّر البحث أن الشيفرة السطحية الشائعة ستحتاج إلى نحو 3,000 كيوبت فيزيائي لتوفير حماية مماثلة، بافتراض معدل خطأ فيزيائي قدره 0.1%. وفي 2025 شرحت IBM كيفية بناء حاسوب كامل من هذه الشيفرات، أي “معمارية الدراجة”: وحدات شيفرة، لكلٍّ منها وحدة معالجة منطقية، تربط بينها محوّلات وتغذّيها مصانع للحالات السحرية.

المشكلة في التوصيلات. ففي المخطط الأصلي، يجب أن يتفاعل كل كيوبت مع ستة كيوبتات أخرى، وبعض هذه الكيوبتات بعيد على الشريحة. ولهذا تركّز نتائج نوفمبر 2026 على المقرنات والروابط والتصنيع بدلًا من عدد الكيوبتات.

ما الذي أعلنته IBM في 11 نوفمبر

نشرت IBM التحديث بالتزامن مع مؤتمر Quantum Developer Conference، في اليوم نفسه الذي صدرت فيه خارطة طريق Nighthawk r3 التي غطيناها بشكل منفصل. يقارن الجدول كل نتيجة معلنة بالهدف الذي تضعه IBM لـ Starling. جميع الأرقام صادرة عن IBM نفسها.

اللبنة الأساسية	ما أُعلن في نوفمبر 2026	متطلّب Starling أو الوضع الحالي
الكيوبتات الفيزيائية (شريحة Loon)	زمن تماسك (T1) يبلغ نحو 200 ميكروثانية؛ وسيط خطأ البوابة قرابة 0.3%	T1 في نطاق الميلي ثانية؛ أخطاء البوابات في الطرف الأدنى من نطاق 0.01%
أفضل البوابات على الشرائح الحالية	أخطاء البوابات على Heron وNighthawk تنخفض حتى 0.04%	الطرف الأدنى من نطاق 0.01%
مقرنات بعيدة المدى على الشريحة (c-couplers)	معامل جودة الرنّان يتجاوز 10 ملايين؛ ثلاث طبقات توصيل بدلًا من اثنتين؛ بطول 20 ملم	تقول IBM إنها تتجاوز ما يحتاجه Starling
شيفرة تصحيح الأخطاء	تحتاج الشيفرة المعدّلة إلى خمسة اتصالات لكل كيوبت بدلًا من ستة؛ وتذكر IBM معدلات خطأ منطقي أقل بمقدار 20 إلى 100 مرة	نتيجة محاكاة، لم تُشغَّل بعد على العتاد
التصنيع	خُفّضت وصلات جوزيفسون لكل معالج من نحو 5,000 إلى نحو 2,000	شرائح أكثر تعمل فيها جميع الوصلات
مفكّك الشيفرة	توسيع خوارزمية Relay-BP؛ وشريحة مخصّصة بتقنية 2 نانومتر قيد التطوير	تقول IBM إن الخوارزمية تلبّي احتياجات Starling بالفعل
الروابط بين الشرائح (l-couplers)	أربعة روابط بين شريحتي Nighthawk؛ متوسط الخطأ نحو 1% (الأفضل 0.7%)	أكثر من 100 رابط لكل وحدة بخطأ 0.1%
التبريد الفائق	رُبط مبرّدان معياريان وبُرّدا إلى أقل من 15 ملّي كلفن في أقل من خمسة أيام	حتى 12 وحدة تبريد فائق
إلكترونيات التحكم	باتت شرائح التحكم العاملة في درجات الحرارة المنخفضة جدًا تضاهي أداء البوابات بالتحكم في درجة حرارة الغرفة أو تتفوق عليه	مسار لتوسيع التوصيلات داخل المبرّد

لماذا يُعدّ تقليل الوصلات أهم مما يبدو

قد يكون أحد أقل البنود لفتًا للانتباه هو الأكثر فائدة عمليًا. تقول IBM إن شيفرتها المعدّلة تسمح لكل معالج باستخدام نحو 2,000 وصلة جوزيفسون بدلًا من نحو 5,000. وبمردود تصنيع قدره 99.95% لكل وصلة، تقدّر IBM أن معالجًا واحدًا من كل ثلاثة سيخرج عاملًا بالكامل، مقارنةً بواحد من كل اثني عشر سابقًا.

الحساب صحيح. فإذا كان يجب أن تعمل كل وصلة، فإن احتمال الحصول على شريحة مثالية هو 0.9995 مرفوعًا إلى عدد الوصلات. وهذا يعطي نحو 8% لـ 5,000 وصلة ونحو 37% لـ 2,000 وصلة، أي تحسنًا بأكثر من أربعة أضعاف. وبالنسبة إلى آلة تحتاج إلى وحدات متطابقة كثيرة، فإن مردود التصنيع مسألة تكلفة وجدول زمني بقدر ما هو مسألة فيزياء.

الحلقة الأضعف هي الرابط حرفيًا

Starling معياري: يجب على المعالجات الموجودة في شرائح ومبرّدات منفصلة أن تتبادل الحالات الكمومية. ونتائج l-couplers لدى IBM هي أوضح مقياس لمدى التقدم في ذلك. ففي منشور تقني منفصل (انظر تقريرنا السابق)، تذكر IBM أنها ربطت معالجين من طراز Nighthawk بأربعة l-couplers عبر كابلات محورية من الألومنيوم بطول 80 سم. وبلغ متوسط نقل الحالة عبر الروابط 99%، وأفضل نتيجة 99.3%. وحققت بوابة ثنائية الكيوبت نُفّذت بين الشريحتين دقة متوسطة قدرها 94.75% عبر الروابط الأربعة، وهي أقل بكثير من البوابات على الشريحة نفسها.

اشترك في النشرة البريدية من DesignQuantum^™

أخبار وشروح مجانية عن الحوسبة الكمومية مع روابط إلى المصادر التي استخدمناها. اختر الاستلام يوميًا أو أسبوعيًا أو شهريًا.

الموقع الإلكتروني

البريد الإلكتروني معدل الإرساليوميةأسبوعيةشهرية اللغةEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית اشترك مجانًا

مجانية. يمكنك إلغاء الاشتراك بنقرة واحدة في أي وقت. سياسة الخصوصية

ثمة تباين صغير يستحق الإشارة. فالمواد المكتوبة لدى IBM تذكر 99.3% بوصفها أفضل نتيجة للرابط، بينما تنقل Ars Technica عن Oliver Dial من IBM رقمًا يصل إلى 99.4 في المئة. وفي كل الأحوال، فإن هدف IBM نفسها لـ Starling هو خطأ رابط قدره 0.1%، أي أفضل بنحو عشر مرات من المتوسط الحالي. كما يحتاج Starling إلى أكثر من 100 رابط من هذا النوع لكل وحدة، مقابل أربعة في هذا العرض.

تباطأ أيضًا طرح الشرائح المترابطة. فقد توقعت خارطة طريق IBM الصادرة في مارس 2026 ربط ما يصل إلى ثلاث وحدات Nighthawk بسعة 120 كيوبت (360 كيوبت) في 2026. وتذكر Ars Technica أن الخطة قُلّصت من تسع شرائح مترابطة إلى اثنتين، وأن أول نظام بشريحتين، مبني من معالجات Nighthawk r3 بسعة 520 كيوبت، بات مقررًا الآن في 2027.

فك الشيفرة: ادعاء ينبغي قراءته بعناية

لا ينجح تصحيح الأخطاء إلا إذا تمكّن مفكّك شيفرة كلاسيكي من تحديد الأخطاء التي وقعت، في الزمن الحقيقي، من تدفق القياسات. ومفكّك Relay-BP لدى IBM، الموصوف في ورقة أولية عام 2025، طريقة خفيفة لتمرير الرسائل صُمّمت للعمل على FPGA أو على شرائح مخصّصة. وفي المحاكاة تفوّق على مفكّك قياسي (BP+OSD) في شيفرات الدراجة ثنائية المتغير. وتقدّر الورقة ميزانية تقارب 600 تكرار لفك شيفرة دائرة من 12 دورة بمعدل ميكروثانية واحدة لكل دورة.

تقول IBM الآن إن Relay-BP يلبّي متطلبات Starling بالفعل، وإنها تصمّم شريحة مخصّصة لفك الشيفرة بتقنية 2 نانومتر. هذا ادعاء قوي بشأن خوارزمية، لكنه يستند إلى المحاكاة. أما مفكّك شيفرة يواكب ذاكرة منطقية تعمل على عتاد حقيقي فهو إنجاز مستقل. وقد وعدت خارطة طريق IBM في مارس بنموذج أولي لمفكّك الشيفرة في 2026، فيما تصف مواد نوفمبر الشريحة بأنها لا تزال قيد التطوير.

رهان مختلف على التوسّع

لا تسلك جميع شركات الكيوبتات فائقة التوصيل الطريق نفسه. ففي 10 نوفمبر، أعلنت Rigetti Computing عن وسيط دقة لبوابات الكيوبتين بلغ 99.5% على نظامها Cepheus ذي 108 كيوبتات، المبني من اثنتي عشرة شريحة صغيرة بتسعة كيوبتات لكل منها. وتقول Rigetti إنها تخطط للتوسّع بوضع مزيد من الكيوبتات داخل مبرّد تخفيف واحد بدلًا من ربط عدة مبرّدات في شبكة. أما IBM فتراهن على مبرّدات مترابطة. وكلتا الاستراتيجيتين تستند إلى بيانات الشركتين نفسيهما، ولم تُظهر أيٌّ منهما بعد حوسبة مصحّحة الأخطاء على نطاق واسع.

الضجيج مقابل الجوهر

• الجوهر: تنشر IBM أرقامًا على مستوى المكوّنات مع أهداف صريحة، ما يجعل التقدم قابلًا للقياس. فمعاملات جودة c-couplers، وحساب مردود الوصلات، ودمج المبرّدات، خطوات هندسية ملموسة.
• لم يُعرض بعد: لا تتضمن مواد نوفمبر التي راجعناها ذاكرة منطقية من نوع qLDPC تعمل على عتاد من فئة Loon مع فك شيفرة في الزمن الحقيقي. وتقول خارطة طريق IBM إن معالجًا يُدعى Kookaburra سيعرض وحدة واحدة من Starling (وحدة معالجة منطقية مع ذاكرة)؛ ولم يُعلن عن اكتمال هذا العرض.
• الفجوات كبيرة: وسيط خطأ البوابة في Loon (نحو 0.3%) يزيد على عشرة أضعاف هدف Starling، وخطأ الرابط أعلى بنحو عشر مرات من المطلوب، مع عدد روابط أقل بـ 25 مرة مما تحتاجه وحدة واحدة.
• وفورات قائمة على النماذج: الادعاء بأن Starling يحتاج إلى عدد من الكيوبتات الفيزيائية أقل بنحو عشر مرات من التصاميم الأخرى المتحمّلة للأخطاء يعتمد على نماذج الضوضاء، مثل معدل الخطأ الفيزيائي البالغ 0.1% المستخدم في بحث 2024.
• بيانات ذاتية: معظم هذه الأرقام مصدرها تدوينات IBM ومواد الصحافة الخاصة بها، لا أوراق خاضعة لمراجعة الأقران. تعامل معها بوصفها رواية الشركة إلى أن تظهر نتائج مستقلة.

ما الذي ينبغي متابعته

ستكشف أربع إشارات ما إذا كان موعد 2029 صامدًا: عرض على العتاد لذاكرة منطقية تعتمد شيفرة الدراجة ثنائية المتغير مع فك شيفرة في الزمن الحقيقي؛ وانخفاض خطأ l-couplers نحو 0.1% مع ازدياد عدد الروابط؛ وتسليم نظام Nighthawk r3 بشريحتين في 2027؛ وهدف Genesis Mission التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية، الذي تستشهد به IBM، والمتمثل في 100 كيوبت منطقي تنفّذ 100,000 عملية صعبة بحلول أواخر 2028. ولمعرفة كيفية تقييم مثل هذه الادعاءات، راجع دليلنا حول قراءة إعلانات الحوسبة الكمومية.