IBM Quantum Nighthawk r3 націлюється на 10 000 операцій і 1 040 кубітів до 2027 року

IBM оголосила про IBM Quantum Nighthawk r3, процесор нового покоління для точного виконання 10 000 квантових операцій на 520 кубітах. Компанія також планує з'єднати два процесори Nighthawk r3 в єдину систему з понад 1 000 кубітів у 2027 році. «Корисні квантові обчислення залежать від того, чи можна отримати результати з точністю та швидкістю, обидва чинники є фундаментальними», сказав Джей Гамбетта, директор IBM Research і IBM Fellow.

Nighthawk r2 забезпечує швидкість для реальних робочих навантажень

Представлений у вересні, Nighthawk r2 забезпечує до 100 000 вибірок за секунду, підтримуючи точні обчислення з понад 7 500 квантових операцій на 120 кубітах. Його технологія швидкого скидання кубітів скорочує час між виконаннями схем. Клієнти та партнери, зокрема E.ON, Algorithmiq і Q-CTRL, на сьогодні виконали 34 мільярди схем на Nighthawk r2 і повідомили про покращення продуктивності до 19 разів, зберігаючи якість, потрібну для наукових обчислень.

E.ON повідомила про прискорення в 15 разів на Nighthawk r2 у квантовому машинному навчанні для оптимізації енергетичної мережі. IBM використала Nighthawk r2 для прискорення в 12 разів експерименту з Oak Ridge National Laboratory, що моделював реальні магнітні матеріали та дав результати, узгоджені з експериментами з розсіювання нейтронів. Quantum Elements і ParityQC також є серед партнерів, які повідомляють про суттєві покращення продуктивності у власних робочих навантаженнях на Nighthawk r2.

Експеримент з Algorithmiq для моделювання неоднорідного квантового матеріалу розширено на Nighthawk r2; він виконує схеми в 8 разів швидше за початковий експеримент на Heron. Нові схеми є значно складнішими для моделювання класичними комп'ютерами й потребують, за оцінками, у 240 разів більше пам'яті для досягнення порівнянної точності при використанні провідних класичних методів тензорних мереж.

Nighthawk r3 масштабується до понад 1 000 кубітів

Nighthawk r3 розроблено для підтримки 10 000 квантових операцій на 520 програмованих кубітах при загалом 2 034 фізичних кубітах. Він зберігає квадратно-гратчасту зв'язність r2 і швидкі операції, водночас додаючи 10 міжчіпових з'єднань, що називаються l-couplers і призначені для об'єднання процесорів у більші системи. IBM з'єднала процесори Nighthawk r1 за допомогою чотирьох l-couplers, досягнувши точності передавання квантового стану 99,3 відсотка та просуваючись до своєї цілі 99,9 відсотка.

IBM також уперше з'єднала два кріогенні модулі в єдину систему, досягнувши робочої температури менш ніж за п'ять днів і охолодивши систему нижче 15 мілікельвінів. У 2027 році IBM планує з'єднати два процесори Nighthawk r3 в єдину систему на 1 040 кубітів.

Квантові та класичні обчислення поєднуються на IBM Quantum Platform

IBM Quantum Platform об'єднує високопродуктивні класичні та квантові обчислення в єдиному керованому середовищі. Користувачі можуть інтегрувати квантові робочі процеси безпосередньо з класичними обчисленнями на ноутбуці чи потужному суперкомп'ютері, або з HPC і класичними ресурсами, що нещодавно стали доступними на платформі. Використовуючи нове середовище, науковці IBM і RIKEN виконали свій початковий робочий процес квантової діагоналізації на основі вибірок приблизно в 5 разів швидше, водночас виконавши в 100 разів більше обчислень, ніж у початковому дослідженні.

Cleveland Clinic і RIKEN використали платформу для автоматичного оброблення 608 мільйонів вибірок для моделювання біологічно релевантних структур, у 33 рази швидше, ніж без автоматизації робочих процесів. IBM Quantum Platform також пропонує можливості рівня імпульсів для точного контролю виявлення, розуміння та виправлення помилок. IBM нещодавно запустила платформу спільного проєктування для квантової корекції помилок разом з Oak Ridge National Laboratory і AMD, яка фізично розміщує Nighthawk поруч із системою високопродуктивних обчислень Umbra ORNL, що працює на графічних процесорах AMD Instinct MI355X і процесорах 5th Gen AMD EPYC.

Джерела: newsroom.ibm.com