IBM'in kuantum hesaplama stratejisi, sunumuyla önemli bir aşamaya giriyor iki yeni kuantum işlemciler ve devre yürütmeyi stabilize etmeyi amaçlayan yazılım iyileştirmeleri. Şirket, bir sonraki kilometre taşlarını, doğrulanabilir kuantum avantajı ve ilk hata toleranslı sistemler olarak görüyor ve bu sayede donanım ve kodun rolünü tek bir hamlede güçlendiriyor.
Duyurunun ötesinde, yaklaşım entegre eder topluluk doğrulaması ve tasarım döngüsünü hızlandırmak için 300 mm üretim. Kuantum laboratuvarlarını HPC altyapılarıyla birleştirmeye alışkın olan Avrupa ve İspanyol ekosistemi için mesaj açık: daha bağlantılı donanım, daha hassas araçlar ve ivme kazanmayı hedefleyen bir endüstriyel yol haritası.
IBM Quantum Nighthawk: mimari ve yol haritası
İlk kahraman, IBM Quantum Nighthawk adlı bir çiptir. 120 kübit ve 218 ayarlanabilir kuplör Her kübitin dört komşuya bağlandığı kare bir ızgara şeklinde düzenlenmiştir. Önceki nesillerden üstün olan bu bağlantı, düşük hata oranlarını korurken yaklaşık %30 daha karmaşık devrelere olanak tanır.
Yol haritasına göre, tasarımın bu sistemlerin gerçek performansının kritik bir yönü olan iki kübitli işlemlere ölçeklenmesi amaçlanıyor. Şirket 5.000 kapı üretmeyi planlıyor Temel kapasitesi iki kübit olan şirketin önümüzdeki yıllarda kademeli olarak daha da genişlemesi hedefleniyor.
- Heron'a kıyasla daha yoğun bağlantı, daha az SWAP kapısı ve daha iyi etkili doğruluk sağlar
- Operasyonel hedefler: 5.000 kapı (temel), 7.500 (sonraki revizyonlar), 10.000 ve daha büyük ölçekli mimarilerle 15.000'e kadar
- Şirketin planladığı sürenin sonundan önce ilk Nighthawks'ın kullanıcılara teslim edilmesi
Nighthawk'ın amacı, donanımı klasik simülasyon için sorunlu bir düzene yerleştirmektir. Bu bölgede, kuantum avantajı gösterme olasılığı Hata ne zaman kontrol altına alınırsa ve hibrit kuantum-klasik akış ne zaman optimize edilirse o zaman artar.
Kuantum avantajının açık doğrulaması
Tek taraflı iddialardan kaçınmak için IBM, Algorithmiq, Flatiron Institute ve BlueQubit ile birlikte, açık kuantum avantajı izleyicisiBu araç, gözlemlenebilirlerin tahmini, varyasyonel yöntemler ve verimli klasik doğrulamaya sahip görevler olmak üzere üç cephedeki ilerlemeyi belgelendirir ve topluluğun sonuçları izlemesine ve incelemesine olanak tanır.
Öneri, çıtanın mevcut en iyi klasik algoritmalar tarafından da belirlendiğini kabul ediyor. Bu nedenle araştırmacılar, yeni deneyler ve simülasyonlarla katkıda bulunmakAvrupa araştırma gruplarında da geçerliliği güçlendiren ve aceleci sonuçlara varma payını azaltan bir mekanizma.
Qiskit ve HPC: Donanımın hizmetindeki yazılım
Yazılım desteği, dinamik devrelerin kullanımını ve bunların yüksek performanslı bilgi işlemle entegrasyonunu genişleten bir Qiskit güncellemesiyle birlikte geliyor. IBM, bu değişikliklerle birlikte şunları bildiriyor: %24 doğruluk artışı 100 kübitten daha yüksek ölçeklerde ve C-API'li yeni bir yürütme modelinde HPC hızlandırmalı hata azaltmaGüvenilir sonuçlara ulaşma maliyetini 100 kattan fazla azaltıyor.
Bilimsel altyapılarda benimsenmeyi kolaylaştırmak için Qiskit şunları içerir: C++ arayüzü Bu, yerleşik HPC ortamlarında doğrudan programlamaya olanak tanır. Şirket, gelecekteki sürümlere bakıldığında, makine öğrenimi ve optimizasyon için kütüphaneler eklemeyi planlıyor ve bu kütüphaneler şu konulara odaklanıyor: diferansiyel denklemler ve Hamilton simülasyonuhesaplamalı fizik ve kimya ile ilgili alanlar.
Quantum Loon ve hata düzeltmeleri
Nighthawk kuantum avantajını daha da yakınlaştırmayı hedefliyorsa, IBM Kuantum Loon Hata toleransına yöneliktir. İşlemci, bir mimari için gerekli unsurları entegre eder. hata düzeltme uygulamasıçip içinde daha uzun bağlantılara izin veren düşük kayıplı yönlendirmenin çoklu katmanları (c-bağlayıcılar) ve döngüler arasında kübit sıfırlama mekanizmaları dahil.
IBM, paralel olarak gerçek zamanlı hata çözümlemeyi şu şekilde göstermiştir: qLDPC 480 nanosaniyeden daha kısa sürede kodlarÖnceki öncü yaklaşımdan on kat daha hızlı bir hız, planlanandan önce elde edildi. Bu kritik bir nokta: Hızlı kod çözme, gürültü oluşumunu azaltır ve daha zorlu ortamlarda çalışmayı mümkün kılar.
300 mm gofretlerde üretim: Hızlanan geliştirme
Duyurunun üçüncü ayağı endüstriyeldir. Ana üretim 300 mm gofretler Albany NanoTech Kompleksi'ndeki (New York) gelişmiş bir tesise taşındı. Son teknoloji litografi araçlarına erişim, üretim sürelerini kısaltıyor ve daha fazla tasarımın paralel olarak yinelenmesine olanak tanıyor.
- Hızı iki katına çıkarmak yeni işlemciler üretme süresini yarıya indirerek Ar-Ge'nin
- On kat daha karmaşık üretilen çiplerdeki fizik
- İçin kapasite birden fazla tasarımı keşfedin üretim hattında aynı anda
Peki bu İspanya ve Avrupa için ne anlama geliyor?
Üniversiteler, süper bilgisayar merkezleri ve Avrupa şirketleri için, hibrit iş akışı Yüksek performanslı yazılımların kübit kadar önemli olduğu hibrit bir iş akışını birleştirir. Açık doğrulama ve azaltılmış hata giderme maliyetleri, rekabetçi kaynaklara sahip projeler için faydalı kaldıraçlardır.
Açık yol haritaları ve kamusal doğrulama mekanizmalarıyla konuşma, vaatten ölçüme doğru ilerliyor. Kamuya açık tarihler, karşılaştırılabilir metrikler ve gerçek dünya pilotları Bağlantı, hata düzeltme ve üretimdeki ilerlemenin daha önemli bilimsel ve ticari iş yüklerine dönüşüp dönüşmediğini değerlendirmek için bir sonraki adımları belirleyecekler.
Nighthawk, Loon, Qiskit'in HPC ve 300mm üretimiyle bir araya gelmesi, şu tabloyu çiziyor: sürdürülebilir iyileştirme Kuantum işlemcilerde, hata kontrolü ve bağımsız doğrulamanın donanım ve yazılımla uyumlu olması koşuluyla hızlanabilir.
