آي بي إم تكشف النقاب عن الجيل التالي من الشريحة الكمومية Nighthawk r3: 520 كيوبت، وتستهدف أكثر من 1000 في عام 2027

أعلنت شركة IBM يوم الثلاثاء (11 نوفمبر) عن معالجها الكمي من الجيل التالي، Nighthawk r3، المصمم لتنفيذ 10000 عملية كمومية بدقة عبر 520 كيوبتًا قابلة للبرمجة لإجراء حسابات أكبر وأكثر تعقيدًا؛ وتخطط في عام 2027 لربط معالجين من نوع r3 في نظام واحد بسعة 1040 بت، والتقدم نحو الحوسبة الكمومية المتسامحة مع الأخطاء.

r3: مصمم ليتجاوز 1000 كيوبت

يعمل r3 على توسيع البنية عالية السرعة لـ r2، المصممة لدعم 520 بتًا كميًا قابلاً للبرمجة و2034 بتًا فعليًا إجماليًا، مع الاحتفاظ باتصال الشبكة المربعة لـ r2 والعمليات السريعة مع تقديم 10 وصلات بينية من شريحة إلى شريحة، تسمى قارنات التوصيل l، لتوصيل المعالجات بأنظمة أكبر. قالت IBM إنها أظهرت تقنيتين معياريتين مهمتين: هذا العام قامت بتوصيل معالجي Nighthawk r1 باستخدام أربعة قارنات l، وحققت دقة نقل الحالة الكمومية بنسبة 99.3 بالمائة (مقابل هدف 99.9 بالمائة)، وتوصيل وحدتين مبردتين في نظام واحد لأول مرة، حيث وصلت درجة حرارة التشغيل في أقل من خمسة أيام والتبريد أقل من 15 ميلي كلفن.

R2 قيد الإنتاج: 34 مليار دائرة، وسرعات تصل إلى 19x

يحتوي جهاز Nighthawk r2 الحالي، الذي تم طرحه في سبتمبر، على 120 كيوبت، ويقدم ما يصل إلى 100000 عينة في الثانية، ويدعم الحسابات الدقيقة بأكثر من 7500 عملية كمومية. قام العملاء والشركاء، بما في ذلك E.ON وAlgorithmiq وQ-CTRL، بتشغيل أكثر من 34 مليار دائرة على r2، مع الإبلاغ عن سرعات تصل إلى 19x: أبلغت E.ON عن تسريع 15x في التعلم الآلي الكمي لتحسين شبكة الطاقة؛ تجربة IBM مع مختبر أوك ريدج الوطني لمحاكاة المواد المغناطيسية الحقيقية كانت أسرع بـ 12 مرة، وكانت النتائج متوافقة مع تجارب تشتت النيوترونات؛ كما أن تجربة الخوارزمية التي تحاكي مادة كمومية غير متجانسة كانت أسرع بـ 8 مرات من تجربة هيرون، في حين أن محاكاتها بشكل كلاسيكي باستخدام أساليب الشبكة الموترية الرائدة ستحتاج إلى ذاكرة أكبر بنحو 240 مرة.

يلتقي الكم بالحوسبة الكلاسيكية

تقوم شركة IBM أيضًا بدمج الحوسبة الكلاسيكية عالية الأداء مع الحوسبة الكمومية في بيئة واحدة مُدارة، منصة IBM Quantum Platform: قام علماء IBM وRIKEN بتنفيذ سير عمل التحديد الكمي القائم على العينات بشكل أسرع بنحو 5 مرات مع إجراء عمليات حسابية أكثر بـ 100 مرة، وقام كل من Cleveland Clinic وRIKEN تلقائيًا بمعالجة 608 مليون عينة لنمذجة الهياكل ذات الصلة بيولوجيًا، أي أسرع 33 مرة. أطلقت شركة IBM مؤخرًا منصة تصميم مشترك لتصحيح الأخطاء الكمومية مع مختبر Oak Ridge الوطني وAMD، حيث تم تحديد موقع Nighthawk فعليًا مع الكمبيوتر العملاق ORNL's Umbra، والمدعوم بوحدات معالجة الرسوميات AMD Instinct MI355X ووحدات المعالجة المركزية AMD EPYC من الجيل الخامس. وقال جاي غامبيتا، مدير أبحاث شركة آي بي إم: "تعتمد الحوسبة الكمومية المفيدة على إمكانية تقديم النتائج بدقة وسرعة، وكلاهما أساسي".

(الصورة: IBM. عرض معالجات Nighthawk r3 (يسار) وr2 (يمين).)