IBM presenta el chip cuántico de próxima generación Nighthawk r3: 520 qubits, con el objetivo de superar los 1000 en 2027

IBM anunció el martes (11 de noviembre) su procesador cuántico de próxima generación, Nighthawk r3, diseñado para ejecutar con precisión 10.000 operaciones cuánticas en 520 qubits programables para cálculos más grandes y complejos; en 2027 planea vincular dos procesadores r3 en un único sistema de 1.040 qubit, avanzando hacia la computación cuántica tolerante a fallas.

r3: diseñado para escalar más allá de los 1000 qubits

r3 amplía la arquitectura de alta velocidad de r2, diseñada para admitir 520 qubits programables y 2034 qubits físicos en total, conservando la conectividad de celosía cuadrada y las operaciones rápidas de r2 al tiempo que introduce 10 interconexiones de chip a chip, llamadas acopladores en L, para conectar procesadores en sistemas más grandes. IBM dijo que ha demostrado dos tecnologías modulares críticas: este año conectó dos procesadores Nighthawk r1 usando cuatro acopladores L, logrando una fidelidad de transferencia de estado cuántico del 99,3 por ciento (frente a un objetivo del 99,9 por ciento), y conectó dos módulos criogénicos en un solo sistema por primera vez, alcanzando la temperatura de funcionamiento en menos de cinco días y enfriando por debajo de 15 milikelvin.

r2 en producción: 34 mil millones de circuitos, aceleraciones de hasta 19x

El actual Nighthawk r2, presentado en septiembre, tiene 120 qubits, entrega hasta 100.000 muestras por segundo y admite cálculos precisos con más de 7.500 operaciones cuánticas. Clientes y socios, incluidos E.ON, Algorithmiq y Q-CTRL, han ejecutado más de 34 mil millones de circuitos en r2, informando aceleraciones de hasta 19 veces: E.ON informó una aceleración de 15 veces en el aprendizaje automático cuántico para la optimización de la red energética; un experimento de IBM con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge que simulaba materiales magnéticos reales se realizó 12 veces más rápido, con resultados consistentes con los experimentos de dispersión de neutrones; y un experimento de Algorithmiq que simulaba un material cuántico heterogéneo se ejecutó 8 veces más rápido que en Heron, mientras que simularlo clásicamente con los principales métodos de redes tensoriales necesitaría aproximadamente 240 veces más memoria.

La computación cuántica se encuentra con la computación clásica

IBM también está uniendo la computación clásica de alto rendimiento con la computación cuántica en un único entorno administrado, la IBM Quantum Platform: los científicos de IBM y RIKEN ejecutaron su flujo de trabajo de diagonalización cuántica basada en muestras aproximadamente 5 veces más rápido mientras realizaban 100 veces más cálculos, y Cleveland Clinic y RIKEN procesaron automáticamente 608 millones de muestras para modelar estructuras biológicamente relevantes, 33 veces más rápido. IBM lanzó recientemente una plataforma de codiseño para la corrección de errores cuánticos con el Laboratorio Nacional Oak Ridge y AMD, ubicando físicamente Nighthawk con la supercomputadora Umbra de ORNL, impulsada por GPU AMD Instinct MI355X y CPU AMD EPYC de quinta generación. "La utilidad de la computación cuántica depende de si los resultados se pueden entregar con precisión y velocidad; ambas son fundamentales", afirmó Jay Gambetta, director de investigación de IBM.

(Imagen: IBM. Representación de los procesadores Nighthawk r3 (izquierda) y r2 (derecha).