IBM объявляет об огромных достижениях в области квантовых вычислений

Сегодня IBM анонсировала свой новый 127-квантовый (кубитный) процессор Eagle на выставке IBM Quantum Summit 2021 г., ежегодное мероприятие, на котором демонстрируются основные этапы развития квантового оборудования и программного обеспечения, а также развития квантовой экосистемы. Процессор Eagle - это прорыв в использовании огромного вычислительного потенциала устройств, основанных на квантовой физике. Это знаменует тот момент в развитии аппаратного обеспечения, когда квантовые схемы не могут быть надежно смоделированы в точности на классическом компьютере. IBM также анонсировала планы относительно IBM Quantum System Two, квантовых систем следующего поколения.

Квантовые вычисления задействуют фундаментальную квантовую природу материи на субатомных уровнях, чтобы предложить возможность значительно увеличить вычислительную мощность. Фундаментальной вычислительной единицей квантовых вычислений является квантовая схема, объединение кубитов в квантовые вентили и измерения. Чем больше кубитов имеет квантовый процессор, тем более сложные и ценные квантовые схемы он может запускать.

IBM недавно представила подробные планы развития квантовых вычислений, включая масштабируемое квантовое оборудование чтобы позволить сложным квантовым схемам достичь квантового преимущества, точки, в которой квантовые системы могут значительно превзойти свои классические противоположности. Eagle - последний шаг на этом пути масштабирования.

IBM измеряет прогресс в области аппаратного обеспечения квантовых вычислений по трем параметрам производительности: масштаб, качество и скорость. Масштаб измеряется количеством кубитов в квантовом процессоре и определяет, насколько велика квантовая схема. Качество измеряется квантовым объемом и описывает, насколько точно квантовые схемы работают на реальном квантовом устройстве. Скорость измеряется КЛОПЫ (Операции на уровне схемы В секунду), метрика IBM, представленная в Ноябрь 2021, и отражает возможность выполнения реальных вычислений, состоящих из большого количества квантовых схем.

127-кубитный процессор Eagle

Eagle - первый квантовый процессор IBM, разработанный и развернутый для хранения более 100 рабочих и подключенных кубитов. Он следует за 65-кубитным процессором Hummingbird от IBM, представленным в 2020 году, и за 27-кубитным процессором Falcon, представленным в 2019 году. Для достижения этого прорыва исследователи IBM использовали нововведения, впервые реализованные в существующих квантовых процессорах, такие как конструкция расположения кубитов. уменьшить количество ошибок и архитектуру, чтобы уменьшить количество необходимых компонентов. Новые методы, используемые в Eagle, размещают управляющую проводку на нескольких физических уровнях внутри процессора, сохраняя кубиты на одном уровне, что позволяет значительно увеличить количество кубитов.

Увеличенное количество кубитов позволит пользователям исследовать проблемы на новом уровне сложности при проведении экспериментов и запуске приложений, таких как оптимизация машинного обучения или моделирование новых молекул и материалов для использования в областях от энергетики до процесса открытия лекарств. Eagle - первый квантовый процессор IBM, масштаб которого делает невозможным надежное моделирование на классическом компьютере. Фактически, количество классических битов, необходимых для представления состояния на 127-кубитном процессоре, превышает общее количество атомов в более чем 7.5 миллиарда человек, живущих сегодня.

«Появление процессора Eagle - важный шаг к тому дню, когда квантовые компьютеры смогут превзойти классические компьютеры в полезных приложениях», - сказал д-р Дарио Хиль, старший вице-президент IBM и директор по исследованиям. «Квантовые вычисления способны преобразовать практически каждый сектор и помочь нам решить самые большие проблемы нашего времени. Вот почему IBM продолжает быстро внедрять инновации в разработку квантового оборудования и программного обеспечения, создавая способы для квантовых и классических рабочих нагрузок, чтобы расширять возможности друг друга, и создавать глобальную экосистему, которая необходима для роста квантовой индустрии ».

Первый процессор Eagle доступен в качестве исследовательского устройства в IBM Cloud для выбора участников Квантовая сеть IBM.

Более подробное техническое описание процессора Eagle можно найти здесь. Блог.

Квантовая система IBM XNUMX

В 2019 году IBM представила IBM Quantum System One, первую в мире интегрированную систему квантовых вычислений. С тех пор IBM развернула эти системы в качестве основы своих облачных сервисов IBM Quantum в Соединенные Штаты, а также в Германия для Fraunhofer-Gesellschaft, Германии ведущее научно-исследовательское учреждение, в Япония для Токийский университет, и будущая система в США по адресу Клиники Кливленда. Кроме того, сегодня мы объявили о новом партнерстве с Университет Йонсей in Сеул, Южная Корея, чтобы развернуть первую квантовую систему IBM в стране. Для получения более подробной информации нажмите здесь.

По мере того, как IBM продолжает масштабировать свои процессоры, ожидается, что они вырастут за пределы инфраструктуры IBM Quantum System One. Поэтому мы рады представить концепцию квантовых вычислительных систем будущего: IBM Quantum System Two. IBM Quantum System Two предназначена для работы с будущими процессорами IBM с 433 кубитами и 1,121 XNUMX кубитами.

«IBM Quantum System Two предлагает заглянуть в будущее центра обработки данных квантовых вычислений, где модульность и гибкость системной инфраструктуры будут ключевыми для дальнейшего масштабирования», - сказал д-р. Джей Гамбетта, Сотрудник IBM и вице-президент по квантовым вычислениям. «System Two опирается на многолетнее наследие IBM в области квантовых и классических вычислений, привнося новые инновации на всех уровнях технологического стека».

Центральным элементом IBM Quantum System Two является концепция модульности. По мере того, как IBM продвигается по плану развития аппаратного обеспечения и создает процессоры с большим количеством кубитов, жизненно важно, чтобы управляющее оборудование имело гибкость и ресурсы, необходимые для масштабирования. Эти ресурсы включают управляющую электронику, которая позволяет пользователям манипулировать кубитами, и криогенное охлаждение, которое поддерживает кубиты при температуре, достаточно низкой для проявления их квантовых свойств.

Конструкция IBM Quantum System Two будет включать новое поколение масштабируемой электроники управления кубитами, а также криогенные компоненты и кабели с более высокой плотностью. Кроме того, IBM Quantum System Two представляет новую криогенную платформу, разработанную совместно с Bluefors, с новой инновационной структурой, позволяющей максимизировать пространство для вспомогательного оборудования, необходимого для более крупных процессоров, обеспечивая при этом удобный доступ инженеров к оборудованию и его обслуживание.

Кроме того, новый дизайн дает возможность обеспечить большее общее криогенное рабочее пространство, что в конечном итоге приведет к потенциальному соединению нескольких квантовых процессоров. Ожидается, что прототип IBM Quantum System Two будет запущен в 2023 году.

Прочитайте полную историю здесь…