IBM esitteli tänään seuraavan sukupolven kvanttiprosessorinsa ja nopeuttaa aikajanaansa hyödyllisen kvanttitietokoneen rakentamisessa.
Tiistaina pidetyssä vuotuisessa kehittäjätapahtumassaan yritys esitteli 120 qubit Nighthawk-prosessorin, joka on rakennettu ratkaisemaan monimutkaisempia ongelmia. Se paljasti myös kokeellisen Loon-sirun, avainaskeleen kohti virheenkestäviä järjestelmiä.
Nämä laitteistohyödyt sekä uusi edistysaskel virheiden korjaamisessa pitävät IBM:n tiellä saavuttaakseen kvanttiedun vuoteen 2026 mennessä ja vikasietoisen koneen vuoteen 2029 mennessä. Uutiset lämmittävät kvanttikilpailua äskettäisen suuren läpimurron jälkeen kilpailijalta Googlen kautta.
2img”0 height.
0″src=”data:image/svg+xml;nitro-empty-id=MTYzNzoxMzEz-1;base64,PHN2ZyB2aWV3Qm94PSIwIDAgMTI4MCA3Mj AiIHdpZHRoPSIxMjgwIiBoZWlnaHQ9IjcyMCIgeG1sbnM9Imh0dHA6Ly93d3cudzMub3JnLzIwMDAvc3ZnIj48L3N2Zz4=”>
Nighthawk ja Loon: Kaksitahoinen harppaus prosessorien suunnittelussa
Uusimman laitteistonsa ansiosta IBM lyö vetoa, että monimutkainen liitettävyys ja tehokas virheenkorjaus ylittävät kilpailijoiden raakakubittien määrän. IBM esitteli kaksi erillistä prosessoria, joista kukin haastaa eri osan-kohteena.
Ensinnäkin IBM Quantum Nighthawk on suunniteltu tarjoamaan kvanttietua seuraavien kahden vuoden aikana. Vuoden 2025 loppuun mennessä siinä on 120 kubittia, jotka on yhdistetty 218:lla seuraavan sukupolven viritettävällä liittimellä.
IBM Nighthawk Quantum-prosessori (lähde: IBM)
IBM:n mukaan tämä arkkitehtuuri antaa käyttäjille mahdollisuuden ajaa piirejä, jotka ovat 30 prosenttia monimutkaisempia kuin sen nykyinen Heron-prosessori, samalla kun säilytetään alhainen IBp-virheprosentti.
Nighthawk-pohjaisten järjestelmien suorituskykysuunnitelma, jonka tavoitteena on käsitellä jopa 7 500 kahden kubitin porttia vuoteen 2026 mennessä ja 15 000:ta vuoteen 2028 mennessä.
Vaikka Nighthawk ylittää lyhyen aikavälin hyödyllisyyden rajoja, kokeellinen Loon-prosessori luo pohjatyön tulevaisuudelle.
Loon esittelee uudenlaisen arkkitehtuurin, jossa jokainen kubitti muodostaa yhteyden kuuteen muuhun, myös pystysuoraan, kykyä, jota mikään muu suprajohtava kvanttitietokone ei ole osoittanut. Tällainen tiheä, kolmiulotteinen liitettävyys on kriittinen toteutettaessa tehokkaita virheenkorjauskoodeja, joita tarvitaan todella skaalautuviin koneisiin.
IBM Loon Quantum Processor (Lähde: IBM)
Jotkut tutkijat kyseenalaistivat vuosien ajan, olivatko tällaiset monimutkaiset yhteydet mahdollisia. IBM:n Jay Gambetta pani merkille skeptisismin ilmoittaen New Scientistille, että ikään kuin sinä et voi ymmärtää, että”teoriassa ihmiset sanoisivat:”aiomme näyttää sen [on] väärässä.”
Eteiskartan nopeuttaminen: Virheiden korjaaminen ja teollinen valmistus
Prosessoriilmoitusten alla piilee kriittinen valmistusvaihe. IBM on siirtänyt ensisijaisen kvanttikiekkotuotantonsa edistyneeseen 300 mm:n tuotantolaitokseen Albanyn NanoTech-kompleksissa.
Siirtyminen alan standardityökaluihin on jo kaksinkertaistanut sen T&K-syklin nopeuden. Se mahdollistaa monimutkaisemmat sirusuunnittelut ja viestii siirtymisestä erikoislaboratoriotyöstä teollisen mittakaavan valmistukseen, mikä on keskeinen vaihe suurempien järjestelmien rakentamisessa.
Tämän teollisen tahdin vastaaminen on merkittävä ohjelmisto-ja virheenkorjauksen läpimurto. IBM ilmoitti onnistuneesti osoittaneensa kvanttivirheiden reaaliaikaisen dekoodauksen kehittyneillä qLDPC-koodeilla klassisissa laitteistoissa, mikä on ratkaiseva askel vikasietokyvyssä, joka saavutettiin kokonaisen vuoden etuajassa.
Jotta nämä laitteistohyödykkeet ovat käytettävissä, IBM parantaa Qiskit-ohjelmistopinoaan. Uusi C++-liitäntä auttaa kuromaan umpeen kvantti-ja korkean suorituskyvyn laskentaympäristöjen (HPC) välistä kuilua.
Lisäksi uudet HPC-käyttöiset virheiden lieventämistekniikat voivat alentaa tarkkojen tulosten poimimisen kustannuksia yli 100 kertaa. Keskittyminen täydelliseen laitteisto-ja ohjelmistopinoon on keskeinen osa yrityksen näkemystä.
Kuten IBM:n tutkimusjohtaja ja IBM Fellow Jay Gambetta totesi:”Uskomme, että IBM on ainoa yritys, joka pystyy nopeasti keksimään ja skaalaamaan kvanttiohjelmistoja, laitteistoja, valmistusta ja virheenkorjausta transformatiivisten sovellusten avaamiseksi.”ahtaalla kentällä
Alalla, joka on täynnä kilpailevia arkkitehtuureja, IBM:n modulaarinen lähestymistapa pyrkii rakentamaan ensin luotettavan perustan. IBM:n ilmoitukset laskeutuvat kovaan kilpailuympäristöön.
Juuri viime kuussa Google väitti saavuttaneensa”todennettavan kvanttiedun”, kun taas kilpailija Quantinuum 98-kubitin Helios-järjestelmä, jota se kutsuu maailman tarkimmaksi kaupalliseksi kvanttitietokoneeksi.
IBM:n strategia eroaa jyrkästi näiden kilpailijoiden ja muiden, kuten Microsoftin ja Amazonin, kanssa, jotka tavoittelevat kokonaan erilaisia qubit-teknologioita.
Big Blue keskittyy kehittämään paremman hybridisuunnittelukehyksensä suprajohtavien qubit-korjausten avulla. klassiset kvanttijärjestelmät.
Kubittien epävakauden perushaasteen kanssa kamppaileminen on alan laajuista työtä. Princetonin yliopiston äskettäinen läpimurto, joka ei liity IBM:n työhön, osoittaa tämän ongelman tärkeyden.
Siellä olevat tutkijat kehittivät uuden kubitin suunnittelun, joka pysyy vakaana 15 kertaa pidempään kuin nykyiset alan standardit.
Andrew Houck Princetonista kommentoi yleistä edistystä sanoen:”Tämä edistys tuo kvanttilaskennan pois alueelta, jossa edistyminen on käytännössä mahdollista.”Nyt voimme tehdä paljon enemmän todellista.
Lopulta IBM:n uusin menestys muotoilee kvanttikilpailun keskeisen osan. Painopiste on siirtymässä raaka-kubittien laskennasta todennettavissa olevien, toistettavien ja käytännöllisten järjestelmien suunnitteluun. Stephen Bartlett Sydneyn yliopistosta tarjoi mitatun näkökulman uusiin prosessoreihin, mutta totesi, että se ei ole ratkaisevaa. kuitenkin merkittävä askel tähän suuntaan.”
IBM on tuonut tulevaisuuden huomattavasti lähemmäksi osoittamalla, että vikasietoisen tulevaisuuden ydinkomponentteja voidaan rakentaa ja skaalata.
