IBM Quantum Nighthawk r3 يستهدف 10,000 عملية و1,040 كيوبت بحلول 2027

أعلنت IBM عن IBM Quantum Nighthawk r3، وهو معالج من الجيل التالي مصمم لتنفيذ 10,000 عملية كمومية بدقة عبر 520 كيوبت. كما تخطط الشركة لربط معالجين من نوع Nighthawk r3 في نظام واحد يضم أكثر من 1,000 كيوبت في 2027. «تعتمد الحوسبة الكمومية المفيدة على ما إذا كان يمكن تقديم النتائج بدقة وسرعة، وكلاهما أساسي»، قال Jay Gambetta، مدير IBM Research وزميل IBM.

Nighthawk r2 يوفر السرعة لأحمال العمل في العالم الحقيقي

أُطلق في سبتمبر، يوفر Nighthawk r2 ما يصل إلى 100,000 عينة في الثانية مع دعم حسابات دقيقة بأكثر من 7,500 عملية كمومية على 120 كيوبت. تقلل تقنية إعادة ضبط الكيوبت عالية السرعة الوقت بين تنفيذات الدوائر. نفّذ العملاء والشركاء، ومنهم E.ON وAlgorithmiq وQ-CTRL، 34 مليار دائرة على Nighthawk r2 حتى الآن، وأفادوا بتحسينات أداء تصل إلى 19 ضعفاً مع الحفاظ على الجودة المطلوبة للحساب العلمي.

أفادت E.ON بتسريع 15 ضعفاً على Nighthawk r2 في التعلم الآلي الكمومي لتحسين شبكة الطاقة. استخدمت IBM Nighthawk r2 لتحقيق تسريع 12 ضعفاً في تجربة أُجريت مع Oak Ridge National Laboratory، حاكَت مواد مغناطيسية حقيقية وأنتجت نتائج متسقة مع تجارب تشتت النيوترونات. Quantum Elements وParityQC أيضاً من بين الشركاء الذين أفادوا بتحسينات أداء كبيرة في أحمال عمل Nighthawk r2 الخاصة بهم.

مُدّدت تجربة مع Algorithmiq لمحاكاة مادة كمومية غير متجانسة إلى Nighthawk r2، حيث نُفّذت الدوائر أسرع بـ8 مرات من التجربة الأصلية على Heron. الدوائر الجديدة أصعب بكثير على أجهزة الحاسوب الكلاسيكية في محاكاتها، وتحتاج، وفق التقديرات، إلى ذاكرة أكثر بـ240 مرة لتحقيق دقة مماثلة عند استخدام طرق الشبكات التنسورية الكلاسيكية الرائدة.

Nighthawk r3 يتوسع نحو أكثر من 1,000 كيوبت

صُمم Nighthawk r3 لدعم 10,000 عملية كمومية على 520 كيوبت قابلة للبرمجة، مع 2,034 كيوبت فيزيائياً إجمالاً. يحتفظ باتصال شبكي مربع وعمليات سريعة من r2 مع تقديم 10 وصلات بين الشرائح تسمى l-couplers، مصممة لربط المعالجات في أنظمة أكبر. ربطت IBM معالجات Nighthawk r1 باستخدام أربعة l-couplers، وحققت دقة نقل حالة كمومية 99.3 بالمئة، وتتقدم نحو هدف 99.9 بالمئة.

ربطت IBM أيضاً وحدتين كريوجينيتين في نظام واحد لأول مرة، ووصلت إلى درجة حرارة التشغيل في أقل من خمسة أيام، مع تبريد إلى ما دون 15 ميلي كلفن. في 2027، تخطط IBM لربط معالجي Nighthawk r3 في نظام واحد يضم 1,040 كيوبت.

الحوسبة الكمومية تلتقي بالحوسبة الكلاسيكية على IBM Quantum Platform

تجمع IBM Quantum Platform الحوسبة الكلاسيكية عالية الأداء والحوسبة الكمومية في بيئة مُدارة واحدة. يمكن للمستخدمين دمج تدفقات العمل الكمومية مباشرة مع الحوسبة الكلاسيكية من حاسوب محمول أو حاسوب فائق قوي، أو مع موارد HPC والموارد الكلاسيكية المتوفرة حديثاً على المنصة. باستخدام البيئة الجديدة، نفّذ علماء IBM وRIKEN تدفق العمل الأصلي للتقطير القطري (diagonalization) الكمومي القائم على العينات أسرع بحوالي 5 مرات، مع إجراء حسابات أكثر 100 مرة من الدراسة الأصلية.

استخدمت Cleveland Clinic وRIKEN المنصة لمعالجة 608 مليون عينة تلقائياً لنمذجة هياكل بيولوجية ذات صلة، أسرع 33 مرة من دون أتمتة تدفق العمل. تقدم IBM Quantum Platform أيضاً إمكانيات على مستوى النبضات للتحكم الدقيق في الكشف عن الأخطاء وفهمها وتصحيحها. أطلقت IBM مؤخراً منصة تصميم مشترك لتصحيح الأخطاء الكمومية مع Oak Ridge National Laboratory وAMD، تضع Nighthawk في الموقع نفسه فعلياً مع نظام Umbra High-Performance Computing من ORNL، المدعوم بوحدات معالجة الرسوميات AMD Instinct MI355X ووحدات المعالجة المركزية AMD EPYC من الجيل الخامس.

المصادر: newsroom.ibm.com