IBM анонсировала квантовый процессор Nighthawk r3 на 520 кубитов
IBM представила планы по созданию квантового процессора Nighthawk r3 с 520 программируемыми кубитами, способного выполнять до 10 000 квантовых операций. В 2027 году корпорация намерена объединить два таких чипа в систему на 1040 кубитов.
Согласно дорожной карте, Nighthawk r3 будет содержать 2034 физических кубита, из которых 520 программируемых предназначены для выполнения вычислений. Новый чип сохранит решетчатую архитектуру предыдущего поколения, но получит десять межчиповых соединений L-couplers — они позволяют передавать квантовые состояния между отдельными процессорами.
Увеличение числа кубитов на одном чипе усложняет управление системой и подавление ошибок. Соединение нескольких процессоров рассматривается как альтернативный способ масштабирования квантовых компьютеров. IBM рассчитывает использовать эту технологию для создания в 2027 году системы из двух Nighthawk r3 с 1040 программируемыми кубитами.
Что IBM уже продемонстрировала
В отличие от Nighthawk r3, процессор предыдущего поколения r2 уже используется для вычислений. Он располагает 120 программируемыми кубитами и, по данным IBM, поддерживает выполнение более 7500 квантовых операций со скоростью до 100 000 выборок результатов в секунду.
Клиенты и партнеры корпорации, включая E.ON, Algorithmiq и Q-CTRL, выполнили на r2 свыше 34 млрд квантовых схем. В отдельных экспериментах ускорение достигало 19 раз по сравнению с предыдущими процессорами IBM.
Компания также продемонстрировала технологии, необходимые для соединения будущих чипов. В октябре исследователи связали два 120-кубитных Nighthawk r1 и добились точности передачи квантовых состояний до 99,3%. Целевой показатель IBM составляет 99,9%.
Ранее корпорация объединила два криогенных модуля в единую систему. Оборудование удалось охладить до температуры ниже 15 милликельвинов менее чем за пять дней.
Зачем IBM объединяет квантовые и обычные компьютеры
Вместе с анонсом Nighthawk r3 компания обновила IBM Quantum Platform — среду для совместного использования квантовых и классических вычислительных ресурсов. Квантовый процессор выполняет специализированные операции, а обычные компьютеры обрабатывают результаты измерений, анализируют ошибки и управляют последовательностью вычислений.
По данным корпорации, совместно с японским исследовательским институтом RIKEN удалось ускорить выполнение одного из гибридных алгоритмов примерно в пять раз при увеличении объема вычислений в 100 раз.
В другом эксперименте Cleveland Clinic и RIKEN автоматически обработали 608 млн результатов квантовых измерений. Автоматизация рабочего процесса обеспечила 33-кратное ускорение по сравнению с выполнением без нее. Подобные разработки IBM уже использует совместно с AMD и Национальной лабораторией Оук-Ридж для исследования методов коррекции квантовых ошибок.
Параллельно IBM разрабатывает отказоустойчивый квантовый компьютер Starling, запуск которого запланирован на 2029 год. Он должен выполнять вычисления на 200 логических кубитах с коррекцией ошибок. Испытания межчиповых соединений Nighthawk помогут проверить технологии масштабирования, которые потребуются и для создания Starling.
Напомним, в ноябре стартап QuiX Quantum возглавил национальный проект по созданию универсального фотонного квантового компьютера мощностью более 100 кубитов. Финансирование выделил нидерландский фонд PhotonDelta в рамках программы National Growth Fund.