IBM kvantinių skaičiavimų strategija žengia į svarbų etapą, pristačius du naujus kvantinius procesorius ir programinės įrangos patobulinimus, skirtus grandinės vykdymui stabilizuoti. Bendrovė mato kitus savo etapus kaip patikrinamą kvantinį pranašumą ir pirmąsias gedimams atsparias sistemas, sustiprinančias tiek aparatinės įrangos, tiek kodo vaidmenį vienu metu.
Be pranešimo, šis metodas integruoja bendruomenės patikrą ir 300 mm gamybą, siekiant paspartinti projektavimo ciklą. Europos ir Ispanijos ekosistemai, įpratusiai derinti kvantines laboratorijas su HPC infrastruktūra, žinia aiški: labiau sujungta įranga, tikslesni įrankiai ir pramonės veiksmų planas, kuriuo siekiama įgyti pagreitį.
IBM Quantum Nighthawk: architektūra ir veiksmų planas
Pirmasis veikėjas yra „IBM Quantum Nighthawk“ – lustas su 120 kubitų ir 218 reguliuojamų jungčių, išdėstytų kvadratinėje tinklelyje, kur kiekvienas kubitas jungiasi su keturiais kaimynais. Šis ryšys, pranašesnis už ankstesnes kartas, leidžia vykdyti maždaug 30 % sudėtingesnes grandines, išlaikant mažą klaidų lygį.
Paskelbtame veiksmų plane numatyta, kad projektas bus pritaikomas dviejų kubitų operacijoms, o tai yra labai svarbus šių sistemų faktinio veikimo aspektas. Bendrovė planuoja 5.000 dviejų kubitų vartų kaip bazinę talpą ir siekia laipsniškos plėtros ateinančiais metais.
- Tankesnis junglumas, palyginti su „Heron“, leidžia naudoti mažiau SWAP vartų ir geresnę efektyviąją tikslumą
- Veiklos tikslai: 5.000 durų (bazinė versija), 7.500 (vėlesnės pataisos), 10.000 ir iki 15.000 su didesnio masto architektūromis
- Pirmųjų „Nighthawks“ lėktuvų pristatymas vartotojams iki bendrovės planuojamo laikotarpio pabaigos
„Nighthawk“ tikslas – patalpinti aparatinę įrangą į režimą, kuris yra problemiškas klasikiniam modeliavimui. Šioje srityje kvantinio pranašumo demonstravimo tikimybė padidėja, jei paklaida yra suvaldyta ir hibridinis kvantinis-klasikinis srautas yra optimizuotas.
Atviras kvantinio pranašumo patikrinimas
Siekdama išvengti vienašališkų teiginių, IBM kartu su „Algorithmiq“, „Flatiron“ institutu ir „BlueQubit“ kuria atvirą kvantinio pranašumo stebėjimo įrankį . Šis įrankis dokumentuoja pažangą trijose srityse: stebimas vertinimas, variaciniai metodai ir užduotys su efektyvia klasikine patikra, leisdamas bendruomenei stebėti ir tikrinti rezultatus.
Šis metodas pripažįsta, kad kartelę taip pat nustato geriausi prieinami klasikiniai algoritmai. Todėl tyrėjai kviečiami prisidėti prie naujų eksperimentų ir modeliavimų – mechanizmo, kuris sustiprina patvirtinimą ir sumažina skubotų išvadų tikimybę, taip pat ir Europos tyrimų grupėse.
„Qiskit“ ir HPC: programinė įranga, aptarnaujanti aparatinę įrangą
Kartu su programine įranga pateikiamas „Qiskit“ atnaujinimas, kuris išplečia dinaminių grandinių naudojimą ir jų integravimą su didelio našumo skaičiavimais. Dėl šių pakeitimų IBM praneša apie 24 % padidėjusį tikslumą, esant didesniam nei 100 kubitų mastui, ir naują vykdymo modelį su C-API, kuris įgalina HPC pagreitintą klaidų mažinimą , daugiau nei 100 kartų sumažinant patikimų rezultatų gavimo kainą.
Siekdama palengvinti pritaikymą mokslinėse infrastruktūrose, „Qiskit“ integruoja C++ sąsają , leidžiančią tiesiogiai programuoti nusistovėjusiose didelio našumo skaičiavimų aplinkose. Žvelgdama į būsimas versijas, bendrovė planuoja išleisti mašininio mokymosi ir optimizavimo bibliotekas, daugiausia dėmesio skirdama diferencialinėms lygtims ir Hamiltono modeliavimui – sritims, svarbioms skaičiavimo fizikai ir chemijai.
Kvantinis Loonas ir klaidų ištaisymai
Nors „Nighthawk“ siekia priartinti kvantinį pranašumą, „IBM Quantum Loon“ daugiausia dėmesio skiria gedimų toleravimui. Procesorius integruoja būtinus elementus praktiškai klaidų taisymo architektūrai , įskaitant kelis mažo nuostolio maršrutizavimo sluoksnius, kurie leidžia ilgesnius ryšius luste (c-jungtys), ir kubitų atstatymo mechanizmus tarp ciklų.
Tuo pačiu metu IBM pademonstravo realaus laiko klaidų dekodavimą naudojant qLDPC kodus per mažiau nei 480 nanosekundžių – dešimt kartų didesnį greitį nei ankstesnis pagrindinis metodas ir pasiektą anksčiau nei planuota. Tai labai svarbus aspektas: greitas dekodavimas sumažina triukšmo kaupimąsi ir leidžia veikti sudėtingesnėmis sąlygomis.
Gamyba 300 mm plokštelėse: spartesnė plėtra
Trečiasis pranešimo ramstis yra pramoninis. Pagrindinė 300 mm plokštelių gamyba perkelta į modernų įrenginį Olbanio „NanoTech“ komplekse (Niujorkas). Prieiga prie pažangiausių litografinių įrankių sutrumpina gamybos laiką ir leidžia lygiagrečiai kurti daugiau dizainų.
- Padvigubinti greitį MTEP, perpus sutrumpinant naujų procesorių kūrimo laiką
- Dešimt kartų sudėtingiau fizika pagamintuose lustuose
- Talpa išnagrinėkite kelis dizainus vienu metu gamybos linijoje
Ką tai reiškia Ispanijai ir Europai?
Europos universitetams, superkompiuterių centrams ir įmonėms hibridinių darbo eigų konvergencija įtvirtina hibridinį darbo eigą, kurioje didelio našumo programinė įranga yra tokia pat svarbi kaip ir kubitas. Atviras patvirtinimas ir sumažintos klaidų mažinimo išlaidos yra naudingi svertai projektams su konkurencingais ištekliais.
Su aiškiomis veiksmų gairėmis ir viešais patvirtinimo mechanizmais pokalbis pereina nuo pažadų prie matavimo. Viešos datos, palyginami rodikliai ir realaus pasaulio bandomieji projektai žymės kitus žingsnius vertinant, ar pažanga ryšio, klaidų taisymo ir gamybos srityse reiškia didesnį mokslinį ir verslo darbo krūvį.
„Nighthawk“, „Loon“, „Qiskit“ derinys su HPC ir 300 mm gamyba rodo, kad nuolatinis kvantinių procesorių tobulinimas galėtų paspartėti, jei klaidų kontrolė ir nepriklausomas patikrinimas neatsiliktų nuo aparatinės ir programinės įrangos.
