IBM kondigt enorme vooruitgang in Quantum Computing aan

IBM heeft vandaag zijn nieuwe 127-quantum bit (qubit) 'Eagle'-processor aangekondigd op de IBM Quantumtop 2021, het jaarlijkse evenement om mijlpalen op het gebied van kwantumhardware, -software en de groei van het kwantumecosysteem te presenteren. De 'Eagle'-processor is een doorbraak in het benutten van het enorme computerpotentieel van apparaten op basis van kwantumfysica. Het luidt het punt in de hardware-ontwikkeling in waar kwantumcircuits niet betrouwbaar exact kunnen worden gesimuleerd op een klassieke computer. IBM gaf ook een preview van plannen voor IBM Quantum System Two, de volgende generatie kwantumsystemen.

Quantum computing maakt gebruik van de fundamentele kwantumaard van materie op subatomaire niveaus om de mogelijkheid van enorm toegenomen rekenkracht te bieden. De fundamentele rekeneenheid van kwantumcomputing is het kwantumcircuit, een rangschikking van qubits in kwantumpoorten en metingen. Hoe meer qubits een kwantumprocessor bezit, hoe complexer en waardevoller de kwantumcircuits die hij kan uitvoeren.

IBM debuteerde onlangs met gedetailleerde roadmaps voor quantum computing, inclusief een pad voor kwantumhardware schalen om complexe kwantumcircuits in staat te stellen Quantum Advantage te bereiken, het punt waarop kwantumsystemen hun klassieke contrapunten op een zinvolle manier kunnen overtreffen. Eagle is de nieuwste stap op dit schaalpad.

IBM meet de vooruitgang op het gebied van kwantumcomputerhardware aan de hand van drie prestatiekenmerken: schaal, kwaliteit en snelheid. Schaal wordt gemeten in het aantal qubits op een kwantumprocessor en bepaalt hoe groot een kwantumcircuit kan worden uitgevoerd. Kwaliteit wordt gemeten door Quantum Volume en beschrijft hoe nauwkeurig kwantumcircuits draaien op een echt kwantumapparaat. Snelheid wordt gemeten door: KLOPPEN (Circuit Layer-bewerkingen) Per seconde), een metrische IBM geïntroduceerd in november 2021en legt de haalbaarheid vast van het uitvoeren van echte berekeningen die zijn samengesteld uit een groot aantal kwantumcircuits.

Eagle-processor van 127 qubit

'Eagle' is IBM's eerste kwantumprocessor die is ontwikkeld en ingezet om meer dan 100 operationele en verbonden qubits te bevatten. Het volgt de 65-qubit 'Hummingbird'-processor van IBM die in 2020 werd onthuld en de 27-qubit 'Falcon'-processor die in 2019 werd onthuld. fouten te verminderen en een architectuur om het aantal benodigde componenten te verminderen. De nieuwe technieken die binnen Eagle worden gebruikt, plaatsen de bedrading op meerdere fysieke niveaus binnen de processor terwijl de qubits op een enkele laag worden gehouden, wat een aanzienlijke toename van qubits mogelijk maakt.

Het verhoogde aantal qubits stelt gebruikers in staat om problemen op een nieuw niveau van complexiteit te onderzoeken bij het uitvoeren van experimenten en het uitvoeren van toepassingen, zoals het optimaliseren van machine learning of het modelleren van nieuwe moleculen en materialen voor gebruik in gebieden variërend van de energie-industrie tot het proces voor het ontdekken van geneesmiddelen. 'Eagle' is de eerste IBM-quantumprocessor waarvan de schaal het onmogelijk maakt voor een klassieke computer om betrouwbaar te simuleren. In feite overschrijdt het aantal klassieke bits dat nodig is om een ​​toestand op de 127-qubit-processor weer te geven, het totale aantal atomen in de meer dan 7.5 miljard mensen die tegenwoordig leven.

"De komst van de 'Eagle'-processor is een grote stap op weg naar de dag dat kwantumcomputers beter kunnen presteren dan klassieke computers voor nuttige toepassingen", zegt Dr. Darío Gil, Senior Vice President, IBM en Director of Research. “Quantum computing heeft de kracht om bijna elke sector te transformeren en ons te helpen de grootste problemen van onze tijd aan te pakken. Dit is de reden waarom IBM snel blijft innoveren op het gebied van kwantumhardware en -software, manieren ontwikkelt voor kwantum- en klassieke workloads om elkaar sterker te maken en een wereldwijd ecosysteem te creëren dat absoluut noodzakelijk is voor de groei van een kwantumindustrie.”

De eerste 'Eagle'-processor is beschikbaar als een verkennend apparaat op de IBM Cloud om leden van de IBM Quantum Netwerk.

Voor een meer technische beschrijving van de 'Eagle' processor, lees dit blog.

IBM Quantum Systeem Twee

In 2019 onthulde IBM IBM Quantum System One, 's werelds eerste geïntegreerde kwantumcomputersysteem. Sindsdien heeft IBM deze systemen ingezet als basis voor zijn cloudgebaseerde IBM Quantum-services in de Verenigde Staten, evenals in Duitsland heeft gewacht Fraunhofer-Gesellschaft, Duitsland toonaangevende wetenschappelijke onderzoeksinstelling, in Japan voor de Universiteit van Tokyo, en een aanstaande systeem in de VS op Cleveland Clinic. Daarnaast hebben we vandaag een nieuwe samenwerking aangekondigd met: Yonsei University in Seoel, Zuid-Korea, om het eerste IBM-kwantumsysteem in het land in te zetten. Voor meer details, klik op hier.

Naarmate IBM zijn processors blijft opschalen, wordt verwacht dat ze verder zullen groeien dan de infrastructuur van IBM Quantum System One. Daarom zijn we verheugd om een ​​concept voor de toekomst van kwantumcomputersystemen te onthullen: IBM Quantum System Two. IBM Quantum System Two is ontworpen om te werken met IBM's toekomstige 433-qubit- en 1,121 qubit-processors.

"IBM Quantum System Two biedt een kijkje in het toekomstige quantum computing-datacenter, waar modulariteit en flexibiliteit van de systeeminfrastructuur essentieel zullen zijn voor verdere schaalvergroting", aldus Dr. Jay Gambetta, IBM Fellow en VP van Quantum Computing. "System Two bouwt voort op IBM's lange traditie in zowel quantum als klassieke computing, en brengt nieuwe innovaties op elk niveau van de technologie-stack met zich mee."

Centraal in IBM Quantum System Two staat het concept van modulariteit. Naarmate IBM vordert in zijn hardware-roadmap en processors bouwt met grotere qubit-aantallen, is het van vitaal belang dat de besturingshardware de flexibiliteit en middelen heeft die nodig zijn om te schalen. Deze middelen omvatten besturingselektronica, waarmee gebruikers de qubits kunnen manipuleren, en cryogene koeling, die de qubits op een temperatuur houdt die laag genoeg is om hun kwantumeigenschappen te manifesteren.

Het ontwerp van IBM Quantum System Two zal een nieuwe generatie schaalbare qubit-besturingselektronica bevatten, samen met cryogene componenten en bekabeling met een hogere dichtheid. Verder introduceert IBM Quantum System Two een nieuw cryogeen platform, ontworpen in samenwerking met Bluefors, met een nieuw, innovatief structureel ontwerp om de ruimte voor de ondersteunende hardware die nodig is voor grotere processors te maximaliseren, terwijl ervoor wordt gezorgd dat technici gemakkelijk toegang hebben tot de hardware en deze gemakkelijk kunnen onderhouden.

Bovendien biedt het nieuwe ontwerp de mogelijkheid om een ​​grotere gedeelde cryogene werkruimte te bieden, wat uiteindelijk leidt tot de mogelijke koppeling van meerdere kwantumprocessors. Het prototype IBM Quantum System Two zal naar verwachting in 2023 operationeel zijn.

Lees hier het hele verhaal ...