IBM avslørte i dag neste generasjons kvanteprosessorer, noe som fremskynder tidslinjen for å bygge en nyttig kvantedatamaskin.
På sitt årlige utviklerarrangement på tirsdag, debuterte selskapet 120-qubit Nighthawk-prosessoren, bygget for å løse mer komplekse problemer. Den avslørte også den eksperimentelle Loon-brikken, et viktig skritt mot feilsikre systemer.
Disse maskinvaregevinstene, pluss nye fremskritt innen feilretting, holder IBM på sporet for”kvantefordel”innen 2026 og en feiltolerant maskin innen 2029. Nyhetene varmer opp kvantekappløpet, etter et nylig rivaliserende gjennombrudd fra Google.
<0im. høyde=720"src="data:image/svg+xml;nitro-empty-id=MTYzNzoxMzEz-1;base64,PHN2ZyB2aWV3Qm94PSIwIDAgMTI4MCA3Mj AiIHdpZHRoPSIxMjgwIiBoZWlnaHQ9IjcyMCIgeG1sbnM9Imh0dHA6Ly93d3cudzMub3JnLzIwMDAvc3ZnIj48L3N2Zz4=">
Nighthawk and Loon: A Two-Pronged Leap in Processor Design
Med sin nyeste maskinvare satser IBM på at intrikate tilkoblingsmuligheter og robust feilretting vil overgå det rå qubit-antallet til rivaler. IBM avduket to distinkte prosessorer, hver tn
For det første er IBM Quantum Nighthawk designet for å levere kvantefordeler i løpet av de neste to årene. Forventet innen utgangen av 2025, vil den inneholde 120 qubits koblet sammen av 218 neste generasjons avstembare koblere.
IBM Nighthawk Quantum Processor (Kilde: IBM)
Ifølge IBM vil denne arkitekturen tillate brukere å kjøre kretser med 30 prosent mer kompleksitet enn dens nåværende
-prosessor, samtidig som
har lav feilfrekvens. ambisiøst ytelsesveikart for Nighthawk-baserte systemer, rettet mot evnen til å håndtere opptil 7500 to-qubit-porter innen 2026 og 15.000 innen 2028.
Mens Nighthawk flytter grensene for kortsiktig nytte, legger den eksperimentelle Loon-prosessoren grunnlaget for computing-to introduserer fremtiden for fremtidens computing. en ny arkitektur der hver qubit kobles til seks andre, inkludert vertikalt, en evne ingen annen superledende kvantedatamaskin har demonstrert. En slik tett, tredimensjonal tilkobling er avgjørende for å implementere de effektive feilrettingskodene som trengs for virkelig skalerbare maskiner.
IBM Loon Quantum Processor (Kilde: IBM)
I årevis har noen forskere stilt spørsmål ved om slike komplekse forbindelser var gjennomførbare. Jay Gambetta hos IBM la merke til skepsisen, uttalte til New Scientist at det var som om folk sa at du ikke kan si at [‘n] i «now. vi kommer til å vise at [tar] feil.”
Fremskynde veikartet: feilretting og produksjon i industriell skala
Benfor prosessorkunngjøringene ligger en kritisk milepæl i produksjonen. IBM har flyttet sin primære kvantewafer-produksjon til et avansert 300 mm fabrikasjonsanlegg ved Albany NanoTech Complex.
Skifting til industristandardverktøy har allerede doblet hastigheten på forskning og utvikling. Det gir mulighet for mer komplekse brikkedesign og signaliserer en overgang fra spesialisert laboratoriearbeid til produksjon i industriell skala, et nøkkeltrinn for å bygge større systemer.
Å matche dette industrielle tempoet er et betydelig programvare-og feilrettingsgjennombrudd. IBM kunngjorde at de har demonstrert sanntidsdekoding av kvantefeil ved bruk av avanserte qLDPC-koder på klassisk maskinvare, et avgjørende skritt for feiltoleranse som ble oppnådd et helt år før planen.
For å gjøre disse maskinvaregevinstene tilgjengelige, forbedrer IBM sin Qiskit-programvarestabel. Et nytt C++-grensesnitt vil bidra til å bygge bro mellom kvante-og HPC-miljøer.
I tillegg kan nye HPC-drevne feilreduksjonsteknikker redusere kostnadene ved å trekke ut nøyaktige resultater med mer enn 100 ganger. Fokus på en komplett maskinvare-og programvarestabel er sentralt i selskapets visjon.
Som Jay Gambetta, direktør for IBM Research og IBM Fellow, uttalte:”Vi tror at IBM er det eneste selskapet som er posisjonert til raskt å finne opp og skalere kvanteprogramvare, maskinvare, fabrikasjon og feilretting for å låse opp transformative applikasjoner.”
I et felt full av konkurrerende arkitekturer, har IBMs modulære tilnærming som mål å bygge et pålitelig grunnlag først. IBMs kunngjøringer lander i et hardt konkurranseutsatt miljø.
Siste måned hevdet Google at de hadde oppnådd «verifiserbar kvantefordel», mens konkurrenten Quantinuum , som det kaller verdens mest nøyaktige kommersielle kvantedatamaskin.
IBMs strategi står i skarp kontrast til disse rivalene og andre som Microsoft og Amazon, som forfølger forskjellige qubit-teknologier helt og holdent.
Big Blue er fokusert på å perfeksjonere superlederen sin på å utvikle en robust tilkoblingsfeil ved å utvikle et robust rammeverk som kan kjøre hybride qubits. klassiske kvantesystemer.
Å kjempe med den grunnleggende utfordringen med qubit-ustabilitet er en bransjeomfattende innsats. Et nylig gjennombrudd fra Princeton University, uten tilknytning til IBMs arbeid, illustrerer viktigheten av dette problemet.
Forskere der utviklet en ny qubit-design som forblir stabil 15 ganger lenger enn gjeldende industristandarder.
Andrew Houck fra Princeton kommenterte den generelle fremgangen, og sa:”Dette fremskrittet bringer kvanteberegning ut av riket av bare begynne å gjøre fremskritt, og nå kan vi gjøre mye mer praktisk.”
Til syvende og sist omformer IBMs siste suksess en nøkkeldel av kvantekonkurransen. Fokuset skifter fra rå qubit-tall til utvikling av verifiserbare, repeterbare og praktiske systemer. Stephen Bartlett ved University of Sydney tilbød et avmålt perspektiv på de nye prosessorene, og sa: «Det er ikke noe problem som løser alle problemer… stort skritt mot dette.”
Ved å demonstrere at kjernekomponenter for en feiltolerant fremtid kan bygges og skaleres, har IBM brakt denne fremtiden betydelig nærmere.
