양자 컴퓨팅 로드맵: 확장 및 혁신

2033년까지 양자 기술은 다양한 애플리케이션을 위한 실용적인 오류 수정 및 범용 컴퓨팅 라이브러리를 제공할 것입니다.

### 실용적인 양자 컴퓨팅을 향한 IBM의 양자 로드맵
* 🛣 IBM의 양자 로드맵은 **2033년까지 양자 기술을 확장하는 것**을 목표로 하며, 대민 시스템 및 서비스를 포함하는 개발 로드맵과 개발을 촉진하는 내부 마일스톤을 포함하는 혁신 로드맵으로 구성됩니다.
* 🧠 오늘날의 양자 컴퓨터를 사용하여 화학 시뮬레이션, 재료 과학, 기계 학습과 같은 분야의 문제를 해결하는 조직이 등장하면서 **양자 컴퓨팅의 유틸리티 시대는 이미 도래**했습니다.
* 양자 컴퓨터의 가치는 처리할 수 있는 총 게이트 연산 수와 정확한 결과값에 따라 증가합니다. **IBM의 최신 칩인 헤론은 2024년 말까지 오류를 완화한 5,000개의 게이트로 회로를 실행**할 예정입니다.
* 2029년 IBM은 오류 수정 기능을 갖춘 게이트 연산 수를 대폭 늘려 더 깊은 회로와 완전히 새로운 양자 애플리케이션의 세계를 구현하는 **Starling**을, 2033년에는 **Blue Jay**를 출시할 예정입니다.
* 2033년까지 성능을 제공하는 것을 목표로 **AI 지원 코드 생성, 회로 최적화, 이기종 컴퓨팅 환경 관리 도구, 강력한 오류 완화 기능**이 내장된 런타임을 포함하도록 IBM의 키스킷 플랫폼이 진화하고 있습니다.
* 💡 IBM의 혁신 로드맵에는 **프로세서 전반에서 워크로드를 확장하고 병렬화하는 하드웨어 혁신**과 **대규모 회로를 지원하고 보다 원활한 개발자 경험을 제공하기 위한 소프트웨어 혁신**이 포함되어 있습니다.
* 🚀 IBM은 전 세계에 유용한 양자 컴퓨팅을 제공할 계획에 확신을 가지고 있으며, **지금 바로 양자 컴퓨터의 비즈니스 및 과학적 가치를 탐색**해 볼 것을 권장합니다.

Organizations are using today’s quantum computers to find solutions to problems inaccessible to brute force classical methods, and to search for valuable quantum advantage in fields like chemistry simulation, materials science, and machine learning. But how did we get here? And where are we going next? In 2020, we debuted our development roadmap, which laid out our plan for scaling quantum technology through 2023. It set us on course to deliver a chip with over 1,000 qubits in just three years, and introduced the software and services needed to run applications on quantum systems towards frictionless use. In 2023, we showed that quantum computers could run circuits beyond brute force classical simulation, ushering in this era of quantum utility. Now, we also laid theoretical groundwork for a capability that will eventually make quantum computers even more powerful: practical quantum error correction with a new efficient code. These advances formed the foundation of a new, more detailed roadmap extending to 2033.

And here's that updated roadmap. It's really two roadmaps in one. Up top is our development roadmap with public-facing systems and services. The bottom is our innovation roadmap. These internal milestones will drive our development roadmap, and they offer a peek under the hood at our priorities. Let's start up top. Our clients and partners are already working to explore the business value of quantum computers today. That value will increase with the total number of gate operations or quantum program instructions that our systems can handle and return accurate results. Our latest chip, Heron, will run circuits with 5,000 gates with error mitigation by the end of 2024. Improvements will come with Flamingo, based off of the Heron tunable coupler architecture, that will push that to 15,000 gates by 2028. With these gate counts, we expect our users to further cement the utility era we are in and explore discoveries in applications ranging from simulation to machine learning. Now, in 2029, we get a massive jump

in the number of gate operations, with the addition of error correction, enabling deeper circuits. That's when we'll introduce Starling, and then Blue Jay in 2033. These systems open up a whole new world of quantum applications. But today's developers won't need to worry about the transition. Any program you build today will be executable on our future hardware. Of course, quantum workloads require software and infrastructure, too. Earlier this year, we hit an important milestone with Qiskit SDK 1.0, hallmarking the reliability, performance, and stability of our stack for building and optimizing quantum circuits. Now, as we move further into the era of utility, Qiskit has to expand to the complete platform of tools that enable you to extract utility from quantum systems. This includes AI-assisted code generation and circuit optimization, tools to manage heterogeneous computing environments, including high-performance classical computing, and a runtime with powerful error mitigation capabilities built right in. This is all directed towards

delivering performance by Qiskit. By 2033, we expect to see general-purpose quantum computing libraries designed for a wide variety of quantum applications. Let's talk about our innovation roadmap. Some of these technologies will be internal proofs-of-concept that inform future development, while others will be prototypes of subsequent releases. Hardware innovations will let us scale and parallelize workloads across processors, while also interplaying classical and quantum resources. That's key for enabling this coming era of quantum-centric supercomputing. For our error correction goal, we'll need to develop three new kinds of connectors to connect distant points on the same chip, to seam chips together into one, and to connect separate chips over longer distances. In 2027 and 2028, we’ll further set the stage for error correction with two prototypes, Cockatoo and Starling, demonstrating logical operations between error corrected lattices. We’ll have software innovations too, including prototypes supporting large-scale circuits

and a more frictionless developer experience. They'll incorporate AI, new tools for resource management, and decoder prototypes for error correction. You'll see these innovations flowing into production in the following years. We feel confident in our plan to bring useful quantum computing to the world. The utility era is here, and it's already time to explore business and scientific value with quantum computers today. Thank you, and I hope you’ll get started.

2024 IBM Quantum Roadmap Update

IBM Research is a group of researchers, scientists, technologists, designers, and thinkers inventing what’s next in computing.

We’re relentlessly curious about all the ways that computing can change the world. We’re obsessed with advancing the state of the art in AI and hybrid cloud, and quantum computing. We’re discovering the new materials for the next generation of computer chips; we’re building bias-free AI that can take the burden out of business decisions; we’re designing a hybrid-cloud platform that essentially operates as the world’s computer. We’re moving quantum computing from a theoretical concept to machines that will redefine industries.

The problems the world is facing today require us to work faster than ever before. We want to catalyze scientific progress by scaling the technologies we’re working on and deploying them with partners across every industry and field of study. Our goal is to be the engine of change for IBM, our partners, and the world at large.


IBM Research

양자 컴퓨터는 화학, 재료 과학, 머신 러닝과 같은 분야에서 복잡한 문제를 해결하는 데 사용되고 있습니다.

양자 기술 확장을 위한 개발 로드맵에는 2023년까지 1,000큐비트 이상의 칩을 제공하고 마찰 없는 사용을 위한 소프트웨어를 도입할 계획이 포함되어 있습니다.

업데이트된 로드맵은 2024년 말까지 5,000개의 게이트로 회로를 실행하고 2028년까지 15,000개의 게이트로 늘려 양자 컴퓨팅의 유틸리티 시대에 잠재적인 응용 분야를 확대한다는 목표를 제시하고 있습니다.

키스킷의 미래: 양자 컴퓨팅으로 가는 로드맵

키스킷은 2033년에 스탈링과 블루 제이를 도입하여 양자 애플리케이션을 확장할 예정입니다.

이 플랫폼은 AI 지원 코드 생성, 회로 최적화, 오류 완화 도구를 제공하도록 진화하고 있습니다.

2033년에는 범용 양자 컴퓨팅 라이브러리를 사용할 수 있을 것으로 예상되며, 하드웨어 혁신은 오류 수정과 프로세서 전반의 워크로드 확장에 초점을 맞출 것입니다.

양자 컴퓨팅의 미래: AI 통합 및 생산 혁신

양자 컴퓨팅은 보다 원활한 개발자 경험을 위해 AI와 새로운 리소스 관리 도구를 통합할 예정입니다.

오류 수정을 위한 디코더 프로토타입의 개발도 향후 혁신의 핵심적인 역할을 할 것입니다.

이러한 발전은 향후 몇 년 내에 생산에 통합되어 양자 컴퓨팅의 실용화 시대와 비즈니스 및 과학적 가치에 대한 탐구의 시작을 알릴 것으로 예상됩니다.