IBM از نسل بعدی تراشه کوانتومی Nighthawk r3: 520 کیوبیت با هدف قرار دادن 1000 عدد در سال 2027 رونمایی کرد.

آی‌بی‌ام روز سه‌شنبه (11 نوامبر) نسل بعدی پردازنده کوانتومی خود، Nighthawk r3 را معرفی کرد که برای اجرای دقیق 10000 عملیات کوانتومی در 520 کیوبیت قابل برنامه‌ریزی برای محاسبات بزرگتر و پیچیده‌تر طراحی شده است. در سال 2027 قصد دارد دو پردازنده r3 را به یک سیستم 1040 کیوبیتی متصل کند و به سمت محاسبات کوانتومی مقاوم به خطا پیش برود.

r3: طراحی شده برای مقیاس بیش از 1000 کیوبیت

r3 معماری پرسرعت r2 را گسترش می‌دهد که برای پشتیبانی از 520 کیوبیت قابل برنامه‌ریزی و 2034 کیوبیت فیزیکی کل طراحی شده است، اتصال شبکه مربعی و عملیات سریع r2 را حفظ می‌کند و در عین حال 10 اتصال تراشه به تراشه به نام l-coupler را برای اتصال پردازنده‌ها به سیستم‌های بزرگ‌تر معرفی می‌کند. آی‌بی‌ام گفت که دو فناوری ماژولار حیاتی را به نمایش گذاشته است: امسال دو پردازنده Nighthawk r1 را با استفاده از چهار جفت l به هم متصل کرد و به 99.3 درصد وفاداری انتقال حالت کوانتومی (در مقابل هدف 99.9 درصدی) دست یافت و دو ماژول برودتی را برای اولین بار به یک سیستم متصل کرد و به دمای خنک‌مانند میل در کمتر از 5 روز رسید.

r2 در تولید: 34 میلیارد مدار، افزایش سرعت تا 19 برابر

Nighthawk r2 فعلی که در سپتامبر معرفی شد، دارای 120 کیوبیت است، تا 100000 نمونه در ثانیه ارائه می دهد و از محاسبات دقیق با بیش از 7500 عملیات کوانتومی پشتیبانی می کند. مشتریان و شرکای خود از جمله E.ON، Algorithmiq و Q-CTRL بیش از 34 میلیارد مدار را روی r2 اجرا کرده‌اند که افزایش سرعت تا 19 برابر را گزارش کرده‌اند: E.ON یک افزایش 15 برابری در یادگیری ماشین کوانتومی برای بهینه‌سازی شبکه انرژی گزارش کرده است. یک آزمایش IBM با آزمایشگاه ملی Oak Ridge که مواد مغناطیسی واقعی را شبیه‌سازی می‌کرد، 12 برابر سریع‌تر اجرا شد، که نتایج آن با آزمایش‌های پراکندگی نوترون سازگار بود. و یک آزمایش الگوریتمیک شبیه‌سازی یک ماده کوانتومی ناهمگن 8 برابر سریع‌تر از هرون اجرا شد، در حالی که شبیه‌سازی کلاسیک آن با روش‌های پیشرو شبکه تانسور به 240 برابر حافظه بیشتر نیاز دارد.

کوانتوم با محاسبات کلاسیک ملاقات می کند

IBM همچنین در حال یکی کردن محاسبات کلاسیک با کارایی بالا با محاسبات کوانتومی در یک محیط مدیریت شده واحد است، پلتفرم کوانتومی IBM: دانشمندان IBM و RIKEN گردش کار مورب کوانتومی مبتنی بر نمونه خود را تقریباً 5 برابر سریع‌تر در حالی که 100 برابر محاسبات بیشتر انجام می‌دهند، و Cleveland6 به طور خودکار مدل‌سازی RIKEN Clin8 را انجام دادند. ساختارهای مربوطه، 33 برابر سریعتر. IBM اخیراً یک پلتفرم طراحی مشترک برای تصحیح خطای کوانتومی با آزمایشگاه ملی Oak Ridge و AMD راه‌اندازی کرده است و Nighthawk را با ابررایانه Umbra متعلق به ORNL، مجهز به پردازنده‌های گرافیکی AMD Instinct MI355X و پردازنده‌های نسل پنجم AMD EPYC قرار می‌دهد. جی گامبتا، مدیر تحقیقات IBM می گوید: «محاسبات کوانتومی مفید به این بستگی دارد که آیا می توان نتایج را با دقت و سرعت ارائه کرد یا خیر.

(تصویر: IBM. رندر پردازنده های Nighthawk r3 (چپ) و r2 (راست).)