IBM ogłasza Quantum Nighthawk r3, procesor zdolny do obsługi 10 000 operacji kwantowych na 520 programowalnych kubitach

IBM ogłasza Quantum Nighthawk r3, procesor zdolny do obsługi 10 000 operacji kwantowych na 520 programowalnych kubitach
2 min czytania

IBM ogłosił Nighthawk r3, swój kolejny nadprzewodzący układ kwantowy, zaprojektowany do precyzyjnego wykonywania 10 000 operacji na 520 programowalnych kubitach. Koncern planuje do 2027 roku połączyć dwa układy r3 w system o pojemności 1 040 kubitów.

Kubit, czyli bit kwantowy, jest podstawową jednostką komputera kwantowego. Rodzina Nighthawk opiera się na architekturze nazywanej siecią kwadratową: większość kubitów jest połączona z czterema sąsiadami, w porównaniu do dwóch lub trzech w poprzednich konstrukcjach. Według IBM ta łączność pozwala wyrazić więcej struktur splątania przy mniejszej liczbie operacji permutacji.

Obecnie produkowany układ, Nighthawk r2, ma 120 programowalnych kubitów, 218 sprzęgaczy i 120 elementów resetujących, co daje w sumie 458 elementów fizycznych. Jest dostępny za pośrednictwem IBM Quantum Platform, w chmurze.

Szybsze resetowanie

Według IBM głównym ograniczeniem poprzednich procesorów było resetowanie kubitów. Metoda stosowana w Heronie, zwana warunkową, mierzy kubit, a następnie odwraca go, jeśli znajduje się w stanie wzbudzonym. Nie pozwala jednak na korektę « przeciekających » kubitów, przez co układ pozostaje nieaktywny przez kilkaset mikrosekund między kolejnymi uruchomieniami.

Nighthawk r2 zastępuje to podejście urządzeniem resetującym rozpraszającym, związanym z każdym kubitem. Regulowany sprzęgacz łączy każdy kubit na żądanie z zimnym otoczeniem. Efektywny czas relaksacji, oznaczony jako T1, miałby się dzięki temu skrócić z około 200 mikrosekund do około 25 nanosekund, a czas bezczynności między wykonaniami spadłby nawet do 1 mikrosekundy. IBM ogłasza następujący wynik: ponad 100 000 obwodów na sekundę, w porównaniu do około 4 000 dla Herona.

Według IBM klienci wykonali już 34 miliardy obwodów na Nighthawk r2. Zgłaszane przez partnerów korzyści, które IBM przedstawia jako samodeklarowane, sięgają nawet 19-krotności szybkości poprzednich procesorów. Dostawca energii E.ON podaje 15-krotny wzrost w kwantowym uczeniu maszynowym do optymalizacji sieci elektrycznych, a laboratorium Oak Ridge National Laboratory 12-krotny w symulacji materiałów magnetycznych. Dla Q-CTRL czas wykonania symulacji fermionowej na 60 kubitach skrócił się z 4 minut 25 sekund do 23 sekund.

Łączenie układów

Droga do 1 040 kubitów prowadzi przez l-couplers, czyli połączenia między układami. IBM połączył dwa układy Nighthawk r1 za pomocą czterech takich połączeń, każde wykorzystujące kabel o długości 80 cm. Transfer stanu miałby osiągać do 99,3%, przy średniej 99%, podczas gdy deklarowanym celem jest 99,9%. IBM wskazuje również, że połączył dwa moduły kriogeniczne, osiągając poniżej 15 milikelwinów w mniej niż pięć dni.

Nighthawk r3 zachowuje sieć kwadratową i szybkie operacje z r2, z 2 034 kubitami fizycznymi i dziesięcioma l-couplers. Pozostaje jednak na razie projektem, a nie dostarczanym sprzętem. System o pojemności 1 040 kubitów jest przedstawiany jako projekt na 2027 rok.

S’abonner
Notification pour
guest

0 Commentaires
Le plus ancien
Le plus récent Le plus populaire
0
Nous aimerions avoir votre avis, veuillez laisser un commentaire.x