IBM, Oak Ridge National Lab og AMD lanserer kvante-klassisk samdesignplattform for avansert kvantefeilkorreksjon

Bilde: IBM · Kilde

IBM, Oak Ridge National Laboratory og AMD har introdusert en ny samdesignplattform som integrerer IBMs 120-qubit Quantum Nighthawk-prosessor med ORNLs AMD-drevne Umbra HPC-system for å akselerere forskning på kvantefeilkorreksjon, med mål om feilfrie kvantedatamaskiner innen 2028.

IBM, Oak Ridge National Laboratory (ORNL) og AMD har lansert en ny samdesignplattform som tett integrerer kvantedatabehandling med klassisk høyytelsesdatabehandling for å fremme kvantefeilkorreksjon, et kritisk steg mot praktiske og pålitelige kvantedatamaskiner. Dette samarbeidet støtter USAs energidepartements Quantum Genesis Mission, som har som mål å realisere en vitenskapelig relevant kvantedatamaskin innen 2028.

Plattformen samlokaliserer IBMs toppmoderne IBM Quantum Nighthawk-prosessor, med 120 programmerbare qubits — selskapets største kvanteprosessor hittil — med ORNLs Umbra høyytelsesdatasystem. Umbra drives av AMD Instinct MI355X GPUer og 5. generasjons AMD EPYC CPUer, og leverer den klassiske datainfrastrukturen som trengs for å støtte forskning på feilkorreksjon gjennom dekodingsoptimalisering og programvareorkestrering.

Kvantefeilkorreksjon er essensielt for å overvinne kvanteinformasjonens sårbarhet for støy og feil, og muliggjør at kvantesystemer kan utføre komplekse og meningsfulle beregninger pålitelig. Tidligere fremskritt har vist feilkorreksjonsteknikker som beskytter kvanteinformasjon og oppnår kvantefordeler i forhold til klassiske metoder, men skalering av disse teknikkene er sterkt avhengig av sømløs kvante-klasseintegrasjon, noe denne nye plattformen muliggjør.

IBM Quantum Nighthawk-prosessoren inneholder avanserte funksjoner som et kvadratisk nettoppsett og uavhengig høyhastighets qubit-tilbakestilling, som gjør det mulig å kjøre over 100 000 kretser per sekund — 25 ganger raskere enn forgjengeren, IBM Quantum Heron. Disse egenskapene muliggjør mer nøyaktige, storskala kvanteberegninger med kretser som har tusenvis av porter, noe som er avgjørende for testing av feilkorreksjonsprotokoller.

Ved å utnytte denne integrasjonen kan forskere undersøke sammenkoblede koder, rom-tid-koder, algoritmebevisste dekodere og maskinvarebevisste kretsoptimaliseringer innenfor en enhetlig kvante-klasse-stabel. Denne tilnærmingen integreres også med ORNLs Oak Ridge Leadership Computing Facility, som fremmer helhetlig utvikling av kvante-, kunstig intelligens- og høyytelsesdatateknologier.

IBMs kontinuerlige framgang, inkludert demonstrasjoner med opptil 70 logiske qubits og over 400 harde operasjoner, understreker behovet for omtrent en 230 ganger økning i antall harde operasjoner for å nå DOE-målet om 100 logiske qubits som kjører 100 000 harde operasjoner innen 2028. Plattformens klassiske dataressurser sammen med kvantehardware forventes å akselerere denne skaleringsprosessen.

Samarbeidet bygger videre på eksisterende partnerskap mellom IBM, ORNL og AMD, inkludert felles forskning på kvante-klassiske simuleringer og effektive kvantefeildekodingsalgoritmer for AMD GPUer. Den nye plattformen representerer et strategisk steg mot IBMs fremtidige IBM Quantum Starling-feltolerante kvantedatamaskin og fremveksten av hybride superdatamaskinarkitekturer som kombinerer kvante- og klassisk behandling.

Med denne lanseringen posisjonerer IBM, ORNL og AMD seg i fronten av kvantedataforskning, og bidrar med viktige verktøy og infrastruktur i jakten på skalerbare, feltolerante kvantemaskiner som kan løse komplekse vitenskapelige utfordringer utenfor klassisk rekkevidde.

▶ All press releases — Se video ↗