A IBM revelou hoje seus processadores quânticos de próxima geração, acelerando seu cronograma para construir um computador quântico útil.
Em seu evento anual para desenvolvedores na terça-feira, a empresa estreou o processador Nighthawk de 120 qubits, construído para resolver problemas mais complexos. Ele também revelou o chip experimental Loon, um passo fundamental em direção a sistemas à prova de erros.
Esses ganhos de hardware, além de novos progressos na correção de erros, mantêm a IBM no caminho da “vantagem quântica” até 2026 e de uma máquina tolerante a falhas até 2029. A notícia esquenta a corrida quântica, após um grande avanço recente do rival Google.
Nighthawk e Loon: um salto duplo no design do processador
Com seu hardware mais recente, a IBM está apostando que a conectividade intrincada e a correção robusta de erros superarão as contagens brutas de qubits dos rivais. A IBM revelou dois processadores distintos, cada um enfrentando uma parte diferente do desafio quântico.
Primeiro, o O IBM Quantum Nighthawk foi projetado para oferecer vantagem quântica nos próximos dois anos. Previsto para o final de 2025, ele contará com 120 qubits conectados por 218 acopladores sintonizáveis de próxima geração.
Processador IBM Nighthawk Quantum (Fonte: IBM)
De acordo com a IBM, esta arquitetura permitirá que os usuários executem circuitos com 30% mais complexidade do que seu atual processador Heron, mantendo baixas taxas de erro.
A IBM também traçou um ambicioso roteiro de desempenho para sistemas baseados em Nighthawk, visando o capacidade de lidar com até 7.500 portas de dois qubits até 2026 e 15.000 até 2028.
Enquanto Nighthawk ultrapassa os limites da utilidade de curto prazo, o processador experimental Loon estabelece as bases para o futuro da computação tolerante a falhas.
Loon apresenta uma nova arquitetura onde cada qubit se conecta a seis outros, inclusive verticalmente, uma capacidade que nenhum outro computador quântico supercondutor possui. demonstrado. Essa conectividade tridimensional e densa é crítica para implementar os códigos eficientes de correção de erros necessários para máquinas verdadeiramente escaláveis.
IBM Processador Loon Quantum (Fonte: IBM) Durante anos, alguns pesquisadores questionaram se essas conexões complexas eram viáveis. Jay Gambetta, da IBM, observou o ceticismo, afirmando à New Scientist que era como se as pessoas estivessem dizendo: “’Você está na terra teórica, não pode perceber isso’. E [agora] vamos mostrar isso. isso [está] errado.”
Acelerando o roteiro: correção de erros e fabricação em escala industrial
Por trás dos anúncios do processador está um marco crítico de fabricação. A IBM transferiu sua produção primária de wafers quânticos para uma instalação avançada de fabricação de 300 mm no Albany NanoTech Complex.
A mudança para ferramentas padrão do setor já dobrou a velocidade de seus ciclos de P&D. Ele permite projetos de chips mais complexos e sinaliza uma mudança do trabalho de laboratório especializado para a fabricação em escala industrial, um passo fundamental para a construção de sistemas maiores.
Acompanhar esse ritmo industrial é um avanço significativo em software e correção de erros. A IBM anunciou que demonstrou com sucesso a decodificação em tempo real de erros quânticos usando códigos qLDPC avançados em hardware clássico, uma etapa crucial para a tolerância a falhas que foi alcançada um ano antes do previsto.
Para tornar esses ganhos de hardware acessíveis, a IBM está aprimorando sua pilha de software Qiskit. Uma nova interface C++ ajudará a preencher a lacuna entre os ambientes de computação quântica e de alto desempenho (HPC).
Além disso, novas técnicas de mitigação de erros baseadas em HPC podem diminuir o custo de extração de resultados precisos em mais de 100 vezes. O foco em uma pilha completa de hardware e software é fundamental para a visão da empresa.
Como Jay Gambetta, diretor de pesquisa da IBM e IBM Fellow, afirmou: “Acreditamos que a IBM é a única empresa posicionada para inventar e dimensionar rapidamente software quântico, hardware, fabricação e correção de erros para desbloquear aplicativos transformadores.”
A corrida quântica esquenta: a estratégia da IBM em um campo lotado
Em um campo lotado de concorrentes arquiteturas, a abordagem modular da IBM visa construir primeiro uma base confiável. Os anúncios da IBM chegam a um ambiente altamente competitivo.
No mês passado, o Google afirmou ter alcançado uma “vantagem quântica verificável”, enquanto o concorrente Quantinuum revelou recentemente seu Helios de 98 qubits. , que ela chama de computador quântico comercial mais preciso do mundo.
A estratégia da IBM contrasta fortemente com esses rivais e outros como Microsoft e Amazon, que estão buscando tecnologias qubit diferentes.
A Big Blue está focada em aperfeiçoar seus qubits supercondutores, projetando melhor conectividade e desenvolvendo uma estrutura robusta de correção de erros que pode ser executada em sistemas híbridos quânticos clássicos.
Enfrentando o desafio fundamental da instabilidade de qubits. é um esforço de toda a indústria. Um avanço recente da Universidade de Princeton, não relacionado ao trabalho da IBM, ilustra a importância deste problema.
Os pesquisadores desenvolveram um novo design de qubit que permanece estável 15 vezes mais do que os padrões atuais da indústria.
Andrew Houck, de Princeton comentou sobre o progresso geral, dizendo:”Esse avanço leva a computação quântica do reino do meramente possível para o reino do prático. Agora podemos começar a progredir muito mais rapidamente.”
Em última análise, O mais recente sucesso da IBM reformula uma parte fundamental da competição quântica. O foco está mudando das contagens brutas de qubits para a engenharia de sistemas verificáveis, repetíveis e práticos. Stephen Bartlett, da Universidade de Sydney, ofereceu uma perspectiva ponderada sobre os novos processadores, afirmando: “Não é uma solução mágica que resolve todos os problemas… isso.”
Ao demonstrar que os componentes principais para um futuro tolerante a falhas podem ser construídos e dimensionados, a IBM aproximou esse futuro significativamente.
