Η IBM αποκάλυψε σήμερα τους κβαντικούς επεξεργαστές επόμενης γενιάς, επιταχύνοντας το χρονοδιάγραμμά της για την κατασκευή ενός χρήσιμου κβαντικού υπολογιστή.
Στην ετήσια εκδήλωση προγραμματιστών της την Τρίτη, η εταιρεία παρουσίασε τον επεξεργαστή Nighthawk 120 qubit, που κατασκευάστηκε για την επίλυση πιο περίπλοκων προβλημάτων. Αποκάλυψε επίσης το πειραματικό τσιπ Loon, ένα βασικό βήμα προς τα συστήματα προστασίας από σφάλματα.
Αυτά τα κέρδη υλικού, καθώς και η νέα πρόοδος στη διόρθωση σφαλμάτων, διατηρούν την IBM σε καλό δρόμο για”κβαντικό πλεονέκτημα”έως το 2026 και ένα μηχάνημα ανεκτικό σε σφάλματα έως το 2029. Οι ειδήσεις ενισχύουν την κβαντική κούρσα, μετά από μια πρόσφατη σημαντική ανακάλυψη του rival πλάτους
Nighthawk and Loon: A Two-Pronged Leap in Processor Design
Με το πιο πρόσφατο υλικό της, η IBM στοιχηματίζει ότι η περίπλοκη συνδεσιμότητα και η ισχυρή διόρθωση σφαλμάτων θα ξεπεράσουν τον αριθμό των ανεπεξέργαστων qubit των ανταγωνιστών. Η IBM αποκάλυψε δύο διαφορετικούς επεξεργαστές, ο καθένας πρόκληση.
Πρώτον, το IBM Quantum Nighthawk έχει σχεδιαστεί για να προσφέρει κβαντικό πλεονέκτημα μέσα στα επόμενα δύο χρόνια. Αναμένεται μέχρι το τέλος του 2025, θα διαθέτει 120 qubits συνδεδεμένα με 218 συντονίσιμους ζεύκτες επόμενης γενιάς.
IBM Nighthawk Quantum Processor (Πηγή: IBM)
Σύμφωνα με την IBM, αυτή η αρχιτεκτονική θα επιτρέπει στους χρήστες να εκτελούν κυκλώματα με 30 τοις εκατό χαμηλότερο ποσοστό σφαλμάτων της τρέχουσας
από την πολυπλοκότητά της.
Η IBM εκπόνησε επίσης έναν φιλόδοξο οδικό χάρτη επιδόσεων για συστήματα που βασίζονται στο Nighthawk, στοχεύοντας στην ικανότητα χειρισμού έως και 7.500 πυλών δύο qubit έως το 2026 και 15.000 έως το 2028.
Ενώ το Nighthawk ωθεί τα όρια της πειραματικής διαδικασίας για τη βραχυπρόθεσμη εργασία. υπολογισμός ανεκτικός σε σφάλματα.
Ο Loon εισάγει μια νέα αρχιτεκτονική όπου κάθε qubit συνδέεται με έξι άλλα, συμπεριλαμβανομένης κάθετα, μια ικανότητα που κανένας άλλος υπεραγώγιμος κβαντικός υπολογιστής δεν έχει αποδείξει. Τέτοια πυκνή, τρισδιάστατη συνδεσιμότητα είναι κρίσιμη για την εφαρμογή των αποτελεσματικών κωδικών διόρθωσης σφαλμάτων που απαιτούνται για πραγματικά επεκτάσιμες μηχανές.
IBM Loon Quantum Processor (Πηγή: IBM)
Για χρόνια, ορισμένοι ερευνητές αμφισβητούσαν εάν τέτοιες πολύπλοκες συνδέσεις ήταν εφικτές. Ο Jay Gambetta στην IBM σημείωσε τον σκεπτικισμό, δηλώνοντας στον New Scientist σαν να λέγατε ότι το Land’e’e Αυτό.» Και [τώρα] θα δείξουμε ότι [είναι] λάθος.”
Επιτάχυνση του χάρτη πορείας: Διόρθωση σφαλμάτων και κατασκευή βιομηχανικής κλίμακας
Κάτω από τις ανακοινώσεις του επεξεργαστή κρύβεται ένα κρίσιμο ορόσημο παραγωγής. Η IBM έχει μεταφέρει την κύρια παραγωγή κβαντικής γκοφρέτας σε μια προηγμένη εγκατάσταση κατασκευής 300 mm στο Σύμπλεγμα NanoTech Albany.
Η μετάβαση σε βιομηχανικά πρότυπα έχει ήδη διπλασιάσει την ταχύτητα των εργαλείων της Ε&Α. Επιτρέπει πιο πολύπλοκα σχέδια τσιπ και σηματοδοτεί τη μετάβαση από την εξειδικευμένη εργαστηριακή εργασία στην κατασκευή βιομηχανικής κλίμακας, ένα βασικό βήμα για την κατασκευή μεγαλύτερων συστημάτων.
Η αντιστοίχιση αυτού του βιομηχανικού ρυθμού είναι μια σημαντική ανακάλυψη λογισμικού και διόρθωσης σφαλμάτων. Η IBM ανακοίνωσε ότι έχει επιδείξει με επιτυχία την αποκωδικοποίηση κβαντικών σφαλμάτων σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας προηγμένους κώδικες qLDPC σε κλασικό υλικό, ένα κρίσιμο βήμα για την ανοχή σφαλμάτων που επιτεύχθηκε έναν ολόκληρο χρόνο νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα.
Για να γίνουν προσβάσιμα αυτά τα κέρδη υλικού, η IBM ενισχύει τη στοίβα λογισμικού Qiskit. Μια νέα διεπαφή C++ θα συμβάλει στη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ κβαντικού και υπολογιστικού περιβάλλοντος υψηλής απόδοσης (HPC).
Επιπλέον, οι νέες τεχνικές μετριασμού σφαλμάτων που λειτουργούν με HPC μπορούν να μειώσουν το κόστος εξαγωγής ακριβών αποτελεσμάτων κατά περισσότερες από 100 φορές. Η εστίαση σε μια πλήρη στοίβα υλικού και λογισμικού είναι κεντρικής σημασίας για το όραμα της εταιρείας.
Όπως δήλωσε ο Jay Gambetta, Διευθυντής της IBM Research and IBM Fellow,”Πιστεύουμε ότι η IBM είναι η μόνη εταιρεία που είναι σε θέση να εφεύρει και να κλιμακώσει γρήγορα κβαντικό λογισμικό, υλικό, κατασκευή και διόρθωση σφαλμάτων για να ξεκλειδώσει.”Heats Up: Η στρατηγική της IBM σε ένα πολυπληθές πεδίο
Σε ένα πεδίο γεμάτο με ανταγωνιστικές αρχιτεκτονικές, η αρθρωτή προσέγγιση της IBM στοχεύει πρώτα να οικοδομήσει μια αξιόπιστη βάση. Οι ανακοινώσεις της IBM προσγειώνονται σε ένα έντονα ανταγωνιστικό περιβάλλον.
Μόλις τον περασμένο μήνα, η Google ισχυρίστηκε ότι είχε επιτύχει”επαληθεύσιμο κβαντικό πλεονέκτημα”, ενώ ο ανταγωνιστής Quantinuum , το οποίο αποκαλεί τον πιο ακριβή εμπορικό κβαντικό υπολογιστή στον κόσμο.
Η στρατηγική της IBM έρχεται σε έντονη αντίθεση με αυτούς τους ανταγωνιστές και άλλους όπως η Microsoft και η Amazon, που επιδιώκουν διαφορετικές τεχνολογίες qubit συνολικά.
Το Big Blue επικεντρώνεται στην τελειοποίηση της συνδεσιμότητας των qubits και στην ανάπτυξη ενός robust engineering. πλαίσιο διόρθωσης σφαλμάτων που μπορεί να τρέξει σε υβριδικά κλασικά κβαντικά συστήματα.
Η αντιμετώπιση της θεμελιώδης πρόκλησης της αστάθειας του qubit είναι μια προσπάθεια σε ολόκληρη τη βιομηχανία. Μια πρόσφατη ανακάλυψη από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, που δεν σχετίζεται με το έργο της IBM, καταδεικνύει τη σημασία αυτού του προβλήματος.
Ερευνητές εκεί ανέπτυξαν ένα νέο σχέδιο qubit που παραμένει σταθερό 15 φορές περισσότερο από τα τρέχοντα πρότυπα της βιομηχανίας.
Ο Andrew Houck του Princeton σχολίασε τη γενική πρόοδο, λέγοντας:”Αυτή η πρόοδος φέρνει τους κβαντικούς υπολογιστές από το βασίλειο του τώρα πιο πρακτικό και μπορούμε να κάνουμε πιο πρακτικά την πρόοδο. γρήγορα.”
Τελικά, η τελευταία επιτυχία της IBM επαναπλαισιώνει ένα βασικό μέρος του κβαντικού διαγωνισμού. Η εστίαση μετατοπίζεται από τις πρώτες μετρήσεις qubit στη μηχανική επαληθεύσιμων, επαναλαμβανόμενων και πρακτικών συστημάτων. Ο Stephen Bartlett στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϋ προσέφερε μια μετρημένη προοπτική για τους νέους επεξεργαστές που δεν λύνουν όλα αυτά. των προβλημάτων… αλλά είναι ωστόσο ένα σημαντικό σημαντικό βήμα προς αυτό.”
Με την επίδειξη ότι τα βασικά στοιχεία για ένα μέλλον ανεκτικό σε σφάλματα μπορούν να κατασκευαστούν και να κλιμακωθούν, η IBM έχει φέρει αυτό το μέλλον σημαντικά πιο κοντά.
