IBM anuncia planos para entregar sistema com mais de 4.000 qubits

Com uma combinação de software inteligente, arquiteturas conectadas e novos processadores modulares e em rede, a empresa pretende alcançar a vantagem quântica de curto prazo.

A IBM anunciou na terça-feira que expandirá seu roteiro para alcançar a computação quântica prática e em larga escala com novas arquiteturas modulares e redes. Isso dará aos sistemas quânticos da IBM até centenas de milhares de qubits, disse a empresa durante sua conferência anual Think.

Para permitir qubits com a velocidade e a qualidade necessárias para a computação quântica prática, eles serão orquestrados pelo que a empresa caracterizou como “uma camada de software cada vez mais inteligente para distribuir eficientemente cargas de trabalho e abstrair desafios de infraestrutura”.

De acordo com a IBM, alcançar a computação quântica prática dependerá de três pilares: hardware quântico robusto e escalável, software quântico de ponta para orquestrar e habilitar programas quânticos íveis e poderosos e um amplo ecossistema global de organizações e comunidades quânticas.

A empresa anunciou seu roteiro quântico pela primeira vez em 2020, começando com o “Eagle”, um processador de 127 qubits com circuitos quânticos que não podem ser simulados de maneira confiável exatamente em um computador clássico e cuja arquitetura lançou as bases para processadores com mais qubits.

A IBM forneceu uma aceleração de 120x em tempos de execução quânticos fornecidos por meio da plataforma de software Qiskit Runtime. Ainda este ano, a IBM disse que espera continuar revelando seu processador de 433 qubits, Osprey.

Em 2023, a IBM promoverá seus objetivos de construir uma experiência de desenvolvimento sem atritos com o Qiskit Runtime e fluxos de trabalho criados diretamente na nuvem, trazendo uma abordagem sem servidor para a pilha de software quântico principal. A empresa disse que o objetivo é dar aos desenvolvedores simplicidade e flexibilidade avançadas.

Na frente de hardware, a IBM apresentará o Condor, que a empresa está divulgando como o primeiro processador quântico universal com mais de 1.000 qubits.

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Implementando a computação quântica modular

A IBM tem como alvo três regimes de escalabilidade para seus processadores quânticos.

O primeiro requer a criação de recursos para comunicar e paralelizar operações classicamente em vários processadores. Isso abre o caminho para um conjunto mais amplo de técnicas necessárias para sistemas quânticos práticos, como técnicas aprimoradas de mitigação de erros e orquestração inteligente de carga de trabalho, combinando recursos de computação clássicos com processadores quânticos que podem se estender em tamanho.

A próxima etapa na entrega de arquitetura escalável será implantar acopladores de nível de chip de curto alcance. Esses acopladores conectarão vários chips para formar efetivamente um processador único e maior e introduzirão a modularidade fundamental que é fundamental para o dimensionamento.

O terceiro componente para alcançar a verdadeira escalabilidade será fornecer links de comunicação quântica entre processadores quânticos. Para fazer isso, a IBM propôs links de comunicação quântica para conectar clusters em um sistema quântico maior.

Todas as três técnicas de escalabilidade serão combinadas para atingir a meta de 2025 da IBM: um processador de mais de 4.000 qubits construído com vários clusters de processadores dimensionados modularmente.

Construindo o tecido da supercomputação quântica

Em conjunto com suas atualizações de hardware, a IBM está visando marcos de software para melhorar a supressão e mitigação de erros. Essas técnicas estão atualmente progredindo na capacidade do software quântico de minimizar o efeito do ruído no aplicativo dos usuários e estão abrindo o caminho para os sistemas quânticos com correção de erros do futuro.

No início deste ano, a IBM lançou programas primitivos prontos para uso, projetados para minimizar os requisitos de infraestrutura e permitir que os desenvolvedores em e construam programas quânticos maiores com mais facilidade. Em 2023, a IBM planeja expandir esses primitivos, com recursos que permitem aos desenvolvedores executá-los em processadores quânticos paralelizados, acelerando assim o aplicativo do usuário.

“Com as operações quânticas sem servidor e os avanços em hardware, software e teoria… daremos início a uma era de supercomputadores quânticos que abrirão grandes e poderosos espaços computacionais para nossos parceiros e clientes”, disse Dario Gil, vice-presidente sênior. e diretor de pesquisa da IBM, em comunicado.

A empresa disse que isso ajudará a fornecer sem servidor quântico em sua pilha de software principal em 2023, o que permitirá que os desenvolvedores aproveitem facilmente recursos quânticos e clássicos flexíveis. O Quantum serverless também estabelecerá as bases para a funcionalidade central da pilha de software da IBM para alternar e alternar de forma inteligente entre recursos elásticos clássicos e quânticos, formando o tecido da supercomputação centrada no quantum, disse a empresa.

Os novos sistemas serão projetados para funcionar no IBM Quantum System Two, que a IBM disse que fornecerá a infraestrutura necessária para conectar vários processadores quânticos. Espera-se que o protótipo do Quantum System Two esteja pronto em 2023.