IBM представила найшвидший квантовий процесор Nighthawk r2

Компанія IBM зробила значний крок у розвитку квантових обчислень, анонсувавши свій найшвидший на сьогодні квантовий процесор — IBM Quantum Nighthawk r2. Ця нова розробка обіцяє значно прискорити виконання складних квантових схем.

Ключові характеристики Nighthawk r2

За повідомленням IBM, процесор Nighthawk r2 оснащений 120 програмованими кубітами. Додатково він містить 218 спеціалізованих з’єднувачів (couplers) та 120 окремих компонентів для скидання стану (reset elements). Загалом це становить 458 фізичних квантових елементів. Ця конфігурація дозволяє процесору виконувати понад 100 000 квантових схем за секунду. Для порівняння, це в 25 разів швидше, ніж попередній процесор компанії — Heron.

Інноваційна система скидання стану

Однією з ключових інновацій Nighthawk r2 є використання так званих “розсіювальних компонентів для скидання” (dissipative reset gadget). Ця технологія дозволяє швидко повертати кубіти до їхнього базового, незбудженого стану. Кожен програмований кубіт з’єднується з навколишнім кріогенним середовищем через регульований з’єднувач. Після активації скидання, це середовище ефективно відводить надлишкову енергію від кубіта, прискорюючи його перехід у спокійний стан.

Завдяки цій системі, ефективний час T1 (час, протягом якого кубіт зберігає свою когерентність) скорочується приблизно з 200 мікросекунд до близько 25 наносекунд. Це дозволяє мінімізувати час простою між операціями, скоротивши його до 1 мікросекунди. Така швидкість є критично важливою для виконання складних, багатоетапних квантових обчислень.

Архітектура та підключення

Процесор Nighthawk r2 використовує решітчасту топологію підключення кубітів, де більшість програмованих кубітів мають до чотирьох найближчих сусідів. Така організація сприяє ефективній взаємодії між кубітами, що є необхідним для виконання складних алгоритмів.

Досягнення та майбутні перспективи

IBM повідомляє, що Nighthawk r2 вже продемонстрував здатність отримувати точні результати для схем, що містять понад 7 500 вентилів (gates). Це є важливим досягненням на шляху до реалізації квантової дорожньої карти компанії, запланованої на 2026 рік.

У рамках одного з тестів, процесор прискорив симуляцію розсіювання нейтронів у 12 разів. Це дозволило отримати спектр матеріалів, порівнянний з лабораторними даними, всього за 60 секунд. Такі можливості відкривають нові горизонти для досліджень у галузі матеріалознавства, фармацевтики та інших наукових дисциплін, де точні симуляції є ключовими.

Випуск IBM Quantum Nighthawk r2 є свідченням стрімкого прогресу в галузі квантових технологій. Швидкість, ефективність та масштабованість цього нового процесора наближають нас до ери практичного застосування потужних квантових комп’ютерів.

Джерело: https://www.ithome.com/0/998/404.htm