IBMs kvanteberegningsstrategi går ind i en nøglefase med præsentationen af to nye kvanteprocessorer og softwareforbedringer med det formål at stabilisere kredsløbsudførelsen. Virksomheden ser sine næste milepæle som verificerbar kvantefordel og de første fejltolerante systemer, der styrker hardwarens og kodens rolle i ét træk.
Ud over annonceringen integrerer tilgangen fællesskabsbekræftelse og 300 mm fremstilling for at accelerere designcyklussen. For det europæiske og spanske økosystem, der er vant til at kombinere kvantelaboratorier med HPC-infrastrukturer, er budskabet klart: mere forbundet hardware, mere præcise værktøjer og en industriel køreplan, der søger at vinde momentum.
IBM Quantum Nighthawk: arkitektur og køreplan
Den første hovedperson er IBM Quantum Nighthawk, en chip med 120 qubits og 218 justerbare koblere arrangeret i et firkantet gitter, hvor hver qubit er forbundet med fire naboer. Denne forbindelse, der er bedre end tidligere generationer, muliggør kredsløb med cirka 30 % større kompleksitet, samtidig med at lave fejlrater opretholdes.
Ifølge køreplanen er designet beregnet til at skalere til to-qubit-operationer, et kritisk aspekt af disse systemers faktiske ydeevne. Virksomheden planlægger at bygge 5.000 døre Den har to qubits som sin basiskapacitet og sigter mod gradvise udvidelser i de kommende år.
- Tættere forbindelse sammenlignet med Heron, hvilket muliggør færre SWAP-gates og bedre effektiv kvalitetsnøjagtighed
- Operationelle mål: 5.000 døre (basis), 7.500 (efterfølgende revisioner), 10.000 og op til 15.000 med arkitekturer i større skala
- Levering af de første Nighthawks til brugerne inden udgangen af ​​den af ​​virksomheden planlagte periode
Målet med Nighthawk er at placere hardwaren i et regime, der er problematisk for klassisk simulering. I den region, sandsynligheden for at demonstrere kvantefordel Den stiger, når fejlen er indeholdt, og den hybride kvante-klassiske strømning er optimeret.
Ã…ben verifikation af kvantefordel
For at undgå ensidige påstande promoverer IBM, sammen med Algorithmiq, Flatiron Institute og BlueQubit, en åben kvantefordelsporingDette værktøj dokumenterer fremskridt på tre fronter: estimering af observerbare størrelser, variationsmetoder og opgaver med effektiv klassisk verifikation, hvilket giver fællesskabet mulighed for at spore og granske resultaterne.
Forslaget anerkender, at barren også sættes af de bedste tilgængelige klassiske algoritmer. Derfor opfordres forskere til at bidrage med nye eksperimenter og simuleringer, en mekanisme, der styrker valideringen og reducerer margenen for forhastede konklusioner, også i europæiske forskningsgrupper.
Qiskit og HPC: software i hardwarens tjeneste
Softwareunderstøttelsen kommer med en opdatering til Qiskit, der udvider brugen af ​​dynamiske kredsløb og deres integration med højtydende databehandling. Med disse ændringer rapporterer IBM en 24% stigning i nøjagtighed i skalaer højere end 100 qubits og en ny udførelsesmodel med C-API, der muliggør HPC-accelereret fejlreduktionhvilket reducerer omkostningerne ved at opnå pålidelige resultater med mere end 100 gange.
For at fremme implementering i videnskabelige infrastrukturer inkorporerer Qiskit en C++-grænseflade hvilket muliggør programmering direkte i etablerede HPC-miljøer. Med henblik på fremtidige versioner planlægger virksomheden at inkludere biblioteker til maskinlæring og optimering med fokus på differentialligninger og Hamilton-simuleringområder relevante for beregningsfysik og kemi.
Quantum Loon og fejlrettelser
Hvis Nighthawk sigter mod at bringe kvantefordele tættere på, IBM Quantum Loon Den er gearet til fejltolerance. Processoren integrerer de nødvendige elementer til en arkitektur af praksis for fejlkorrektioninklusive flere lag af lavtabsrouting, der tillader længere forbindelser inden for chippen (c-koblere) og qubit-nulstillingsmekanismer mellem cyklusser.
Parallelt har IBM demonstreret realtidsfejlafkodning med qLDPC-koder på under 480 nanosekunderEn hastighed ti gange hurtigere end den tidligere førende tilgang, opnået før tidsplanen. Dette er et kritisk punkt: hurtig afkodning reducerer støjopbygning og muliggør drift i mere krævende miljøer.
Fremstilling på 300 mm wafere: acceleration af udviklingen
Den tredje søjle i annonceringen er industriel. Hovedproduktionen af 300 mm wafere Det er flyttet til et avanceret anlæg på Albany NanoTech Complex (New York). Adgang til topmoderne litografiske værktøjer reducerer leveringstiderne og gør det muligt at iterere flere designs parallelt.
- Fordobling af hastigheden af forskning og udvikling ved at halvere den tid, det tager at bygge nye processorer
- Ti gange mere kompleksitet fysik i de fremstillede chips
- Kapacitet til udforsk flere designs samtidig på produktionslinjen
Hvad betyder det for Spanien og Europa?
For universiteter, supercomputercentre og europæiske virksomheder, sammenløbet af hybrid arbejdsgang Det konsoliderer en hybrid arbejdsgang, hvor højtydende software er lige så relevant som qubit'en. Åben validering og reducerede omkostninger til fejlreduktion er nyttige løftestænger for projekter med konkurrencedygtige ressourcer.
Med eksplicitte køreplaner og offentlige verifikationsmekanismer bevæger samtalen sig fra løfte til måling. Offentlige datoer, sammenlignelige målinger og pilotprojekter fra den virkelige verden De vil markere de næste skridt for at vurdere, om fremskridtene inden for konnektivitet, fejlkorrektion og produktion resulterer i mere omfattende videnskabelige og forretningsmæssige arbejdsbyrder.
Kombinationen af ​​Nighthawk, Loon, Qiskit med HPC og 300 mm fremstilling tegner et billede, hvor vedvarende forbedring I kvanteprocessorer kunne det accelerere, forudsat at fejlkontrol og uafhængig verifikation holder trit med hardware og software.
