IBM створила найшвидший квантовий процесор: 120 кубітів і новий рекорд

Компанія IBM запустила новий квантовий процесор Nighthawk r2, який має 120 програмованих кубітів. За заявою виробника, це найшвидший чип у його лінійці: він обробляє понад 100 тисяч квантових схем щосекунди. Для порівняння, попередня модель Heron справлялася лише з приблизно 4 тисячами схем за той самий час.

Секрет швидкості — у вирішенні давньої проблеми простою між запусками. У Heron кубіт вимірювали та за потреби перевертали імпульсом, але цей метод залежав від точності вимірювання, тож процесор простоював сотні мікросекунд. У Nighthawk r2 кожен кубіт з'єднали з холодним середовищем через перестроюваний з'єднувач. Коли його вмикають, кубіт майже миттєво віддає енергію: час її утримання скорочується з 200 мікросекунд до 25 наносекунд. Пауза між запусками тепер триває лише мікросекунду, а сусідні кубіти не збиваються.

Охолодження також покращило якість роботи. Помилка на старті зменшилася приблизно у 25 разів, при цьому точність операцій залишилася на рівні Heron. Конструкція нового процесора вражає: 120 кубітів оточені 218 з'єднувачами та 120 модулями скидання. Разом із 458 фізичними елементами це найскладніша архітектура в історії IBM.

Nighthawk r2 уже демонструє практичні результати. Він коректно рахує на схемах із понад 7500 вентилів — цю мету IBM планувала досягти лише до 2026 року. У моделюванні розсіяння нейтронів процесор прискорився у 12 разів і видає спектри, придатні для звірки з лабораторією, за хвилину.

Окрема перевага — можливість скидати кубіти не лише між схемами, а й посеред обчислення. Це важливо для динамічних схем і корекції помилок, коли допоміжні кубіти використовують повторно.