IBM anunță progrese uriașe în domeniul calculului cuantic

IBM și-a anunțat astăzi noul procesor „Eagle” de 127 de biți cuantici (qubit). IBM Quantum Summit 2021, evenimentul său anual pentru a prezenta reperele în hardware, software cuantic și creșterea ecosistemului cuantic. Procesorul „Eagle” este o descoperire în exploatarea potențialului masiv de calcul al dispozitivelor bazate pe fizica cuantică. Acesta anunță punctul în dezvoltarea hardware-ului în care circuitele cuantice nu pot fi simulate în mod fiabil exact pe un computer clasic. IBM a prezentat, de asemenea, planuri pentru IBM Quantum System Two, următoarea generație de sisteme cuantice.

Calculul cuantic exploatează natura cuantică fundamentală a materiei la niveluri subatomice pentru a oferi posibilitatea unei puteri de calcul mult crescute. Unitatea de calcul fundamentală a calculului cuantic este circuitul cuantic, un aranjament de qubiți în porți și măsurători cuantice. Cu cât un procesor cuantic are mai mulți qubiți, cu atât mai complexe și mai valoroase sunt circuitele cuantice pe care le poate rula.

IBM a lansat recent foi de parcurs detaliate pentru calculul cuantic, inclusiv o cale pentru scalarea hardware-ului cuantic pentru a permite circuitelor cuantice complexe să atingă Avantajul cuantic, punctul în care sistemele cuantice pot depăși în mod semnificativ contrapunctele lor clasice. Vulturul este cel mai recent pas de-a lungul acestei căi de scalare.

IBM măsoară progresul în hardware-ul de calcul cuantic prin trei atribute de performanță: scară, calitate și viteză. Scara este măsurată în numărul de qubiți pe un procesor cuantic și determină cât de mare poate fi rulat dintr-un circuit cuantic. Calitatea este măsurată prin volumul cuantic și descrie cât de precis funcționează circuitele cuantice pe un dispozitiv cuantic real. Viteza se măsoară prin CLOPS (Operații cu stratul de circuit Pe secunda), o metrică introdusă de IBM în noiembrie 2021, și surprinde fezabilitatea executării calculelor reale compuse dintr-un număr mare de circuite cuantice.

Procesor Eagle de 127 de qubiți

„Eagle” este primul procesor cuantic IBM dezvoltat și implementat pentru a conține peste 100 de qubiți operaționali și conectați. Urmează procesorul „Hummingbird” de 65 de qubiți de la IBM, dezvăluit în 2020 și procesorul „Falcon” de 27 de qubiți, prezentat în 2019. Pentru a realiza această descoperire, cercetătorii IBM s-au bazat pe inovațiile inițiate în procesoarele sale cuantice existente, cum ar fi proiectarea unui aranjament qubit pentru reduce erorile și o arhitectură pentru a reduce numărul de componente necesare. Noile tehnici utilizate în Eagle plasează cablurile de control pe mai multe niveluri fizice în interiorul procesorului, păstrând în același timp qubiții pe un singur strat, ceea ce permite o creștere semnificativă a qubiților.

Numărul crescut de qubiți va permite utilizatorilor să exploreze probleme la un nou nivel de complexitate atunci când efectuează experimente și rulează aplicații, cum ar fi optimizarea învățării automate sau modelarea de noi molecule și materiale pentru utilizare în domenii de la industria energetică până la procesul de descoperire a medicamentelor. „Eagle” este primul procesor cuantic IBM a cărui scară face imposibilă simularea fiabilă a unui computer clasic. De fapt, numărul de biți clasici necesari pentru a reprezenta o stare pe procesorul de 127 de qubiți depășește numărul total de atomi din cei peste 7.5 miliarde de oameni în viață astăzi.

„Apariția procesorului „Eagle” este un pas major către ziua în care computerele cuantice pot depăși computerele clasice pentru aplicații utile”, a declarat Dr. Darío Gil, Senior Vice President, IBM și Director de Cercetare. „Calculul cuantic are puterea de a transforma aproape fiecare sector și de a ne ajuta să abordăm cele mai mari probleme ale timpului nostru. Acesta este motivul pentru care IBM continuă să inoveze rapid designul hardware și software cuantic, creând modalități prin care încărcările de lucru cuantice și clasice să se împuternicească reciproc și să creeze un ecosistem global care este imperativ pentru creșterea unei industrie cuantice.”

Primul procesor „Eagle” este disponibil ca dispozitiv de explorare pe IBM Cloud pentru a selecta membrii Rețeaua IBM Quantum.

Pentru o descriere mai tehnică a procesorului „Eagle”, citiți aceasta blogul.

IBM Quantum System Two

În 2019, IBM a dezvăluit IBM Quantum System One, primul sistem de calcul cuantic integrat din lume. De atunci, IBM a implementat aceste sisteme ca bază pentru serviciile sale IBM Quantum bazate pe cloud Statele Unite, precum și în Germania pentru Fraunhofer-Gesellschaft, Germania principală instituție de cercetare științifică, în Japonia pentru Universitatea din Tokyo, și un sistem viitor în SUA la Cleveland Clinic. În plus, am anunțat astăzi un nou parteneriat cu Universitatea Yonsei in Seoul, Coreea de Sud, pentru a implementa primul sistem cuantic IBM din țară. Pentru mai multe detalii, faceți clic aici.

Pe măsură ce IBM continuă să-și extindă procesoarele, se așteaptă ca acestea să se maturizeze dincolo de infrastructura IBM Quantum System One. Prin urmare, suntem încântați să dezvăluim un concept pentru viitorul sistemelor de calcul cuantic: IBM Quantum System Two. IBM Quantum System Two este proiectat să funcționeze cu viitoarele procesoare IBM de 433 de qubiți și 1,121 de qubiți.

„IBM Quantum System Two oferă o privire asupra viitorului centru de date de calcul cuantic, unde modularitatea și flexibilitatea infrastructurii sistemului vor fi cheie pentru scalarea continuă”, a spus dr. Jay Gambetta, IBM Fellow și VP al Quantum Computing. „Sistemul doi se bazează pe lunga moștenire a IBM atât în ​​calculul cuantic, cât și în cel clasic, aducând noi inovații la fiecare nivel al stivei de tehnologie.”

Conceptul de modularitate este central pentru IBM Quantum System Two. Pe măsură ce IBM progresează de-a lungul foii de parcurs hardware și construiește procesoare cu un număr mai mare de qubiți, este vital ca hardware-ul de control să aibă flexibilitatea și resursele necesare pentru scalare. Aceste resurse includ electronica de control, care permite utilizatorilor să manipuleze qubiții și răcirea criogenică, care menține qubiții la o temperatură suficient de scăzută pentru ca proprietățile lor cuantice să se manifeste.

Designul IBM Quantum System Two va încorpora o nouă generație de electronice scalabile de control al qubitului împreună cu componente și cablare criogenice de densitate mai mare. Mai mult, IBM Quantum System Two introduce o nouă platformă criogenică, proiectată împreună cu Bluefors, cu un design structural nou, inovator, pentru a maximiza spațiul pentru hardware-ul de suport necesar procesoarelor mai mari, asigurând în același timp că inginerii pot accesa și întreține cu ușurință hardware-ul.

În plus, noul design oferă posibilitatea de a oferi un spațiu de lucru criogenic partajat mai mare, ceea ce duce în cele din urmă la potențiala legătură a mai multor procesoare cuantice. Prototipul IBM Quantum System Two este de așteptat să fie pus în funcțiune în 2023.

Citește povestea completă aici ...