Vid IBM Quantum Summit presenterades ett modulärt kvantsystem kallat IBM Quantum System Two. Det nya systemet knyter samman Huge Blues nya Quantum Heron-processorer med ett paket av programvara och verktyg för felkorrigering. Den kombinerade tekniken kommer att utgöra kärnkomponenterna för stora kvantdatorer beneath de kommande 10 åren.
Heron-processorn har 133 qubits med quick frekvens, vilket innebär en 3-5 gångers förbättring i prestanda jämfört med IBM:s nuvarande Eagle-processorer med 127 qubits.
”Med Heron har vi utvecklat en qubit och en gate-teknik som vi är övertygade om kommer att utgöra grunden för vår framtida hårdvaruplan”, skriver Jay Gambetta, chef för IBM Quantum, i ett blogginlägg om den nya kvanttekniken.
Enligt Gambetta är IBM Quantum System Two grunden för skalbara kvantberäkningar. System Two är 6,7 meter brett och 3,5 meter högt och har tre IBM Quantum Heron-processorer. Det kombinerar kryogen infrastruktur med tredje generationens kontrollelektronik och klassiska runtime-servrar.
””IBM Quantum System Two är den kvantdatorplattform med modulär arkitektur som vi kommer att använda för att realisera parallella kretsexekveringar för kvantcentrerad superdatoranvändning”, skriver Gambetta.
Allt detta är en del av en färdplan för att utveckla det som IBM kallar quantum utility.
”När vi fortsätter att utveckla hur kvantsystem kan skalas och leverera värde genom modulära arkitekturer, kommer vi att ytterligare öka kvaliteten på en kvantteknikstack i nyttoskala – och sätta den i händerna på våra användare och companion som kommer att driva gränserna för mer komplexa drawback”, säger Dario Gil, IBM:s forskningschef, i ett uttalande.
Kvantdatorer är utmärkta för att lösa stora, datatunga drawback, och framtida tillämpningar förväntas avsevärt förbättra områden som AI och maskininlärning inom bland annat fordons-, finans- och sjukvårdsindustrin. Males en av de större utmaningarna för kvantutvecklare är att dagens kvantsystem är högljudda och att de genererar fel.
”Klassisk felkorrigering behöver bara korrigera bit flip-fel, där bitar oavsiktligt växlar från 0 until 1 eller tvärtom. Kvantdatorer måste korrigera fler typer av fel, until exempel fasfel som kan förstöra den additional kvantinformation som qubits bär på”, säger IBM-forskarna.
IBM Heron innebär en femfaldig förbättring jämfört med de tidigare bästa rekorden som sattes av IBM Eagle, enligt IBM.
IBM har därför utvecklat Qiskit, ett programvaruramverk med öppen källkod för kvantberäkning som innehåller ett brett utbud av verktyg och bibliotek för alla aspekter av kvantberäkning, från felkorrigeringsverktyg och kretsdefinitioner until kvantsimuleringsfunktioner.
Den här veckan meddelar IBM att man utökar Quiskit med en ny funktion som kallas Qiskit Patterns.
”Qiskit Patterns kommer att fungera som en mekanism som gör det enklare för kvantutvecklare att skapa kod. Den är baserad på en samling verktyg för att enkelt kartlägga klassiska drawback, optimera dem until kvantkretsar med Qiskit, exekvera dessa kretsar med Qiskit Runtime och sedan efterbehandla resultaten”, säger IBM.
Tillsammans med Qiskit Patterns tillkännagav IBM lanseringen av Quantum Serverless som betaversion för hanterad, obevakad exekvering av Patterns i stor skala.
”Genom att dra nytta av Qiskit Patterns komponerbarhet, containerisering och abstraktion kan användare sömlöst skapa kvantalgoritmer och applikationer från en samling grundläggande byggstenar och exekvera dessa mönster med heterogen beräkningsinfrastruktur som Quantum Serverless”, säger Gambetta.
”Detta möjliggör riktad kvantacceleration av redan existerande arbetsflöden i företagsskala och ger möjlighet until abstraktion från kvantkretsar och operatörer.”
IBM säger också att man kommer att erbjuda generativ AI för programmering av kvantkod through sin AI-plattform watsonx. IBM kommer att integrera generativ AI som finns tillgänglig through watsonx för att hjälpa until att automatisera utvecklingen av kvantkod för Qiskit.
”Generativ AI och kvantdatorer når båda en brytpunkt, vilket ger oss möjlighet att använda watsonx ramverk för betrodda grundmodeller för att förenkla hur kvantalgoritmer kan byggas för utforskning i stor skala”, säger Gambetta.
Vid konferensen visade IBM även upp Condor, en kvantprocessor med 1 121 supraledande qubitar som har en 50-procentig ökning av qubitdensiteten, framsteg inom qubittillverkning och laminatstorlek samt över en mil högdensitets kryogen flex IO-ledningsnät i ett enda kylskåp.
””Med prestanda som är jämförbara med vår tidigare Osprey med 433 kvantbitar fungerar den som en innovationsmilstolpe, löser skalproblem och ger info om framtida hårdvarudesign””, skriver Gambetta.
Dessutom lade IBM until ett antal nya mål för sin långsiktiga färdplan för kvantberäkning som börjar med ett mål för Heron att nå 5 000 gates år 2024. Färdplanen innehåller flera generationer av processorer som var och en utnyttjar kvalitetsförbättringar för att uppnå allt större antal gates, skriver Gambetta.
År 2029 räknar IBM med att nå en vändpunkt: 100 miljoner gates över 200 qubits med IBM Starling-processorn och förbättrad felprocentbehandling mjukare, skriver Gambetta. Detta kommer att följas av Blue Jay, ett system som kan utföra 1 miljard gates över 2 000 qubits år 2033.
”Detta motsvarar en ökning med nio storleksordningar i utförda gates sedan vi placerade vår första enhet i molnet 2016”, skriver Gambetta.
