IBM przedstawia procesor Quantum Nighthawk r3, planuje system z ponad 1000 kubitów do 2027 roku

Image: IBM · Source

IBM wprowadza procesor Quantum Nighthawk r3, zdolny do wykonania 10 000 operacji kwantowych na 520 kubitach, oraz ujawnia plany połączenia dwóch takich procesorów w system 1 040 kubitów do 2027 roku, przyspieszając rozwój i skalę obliczeń w kierunku odpornych na błędy komputerów kwantowych.

IBM ogłosił kolejny krok na swojej drodze rozwoju komputerów kwantowych poprzez wprowadzenie procesora IBM Quantum Nighthawk r3. Ten nowoczesny procesor jest zaprojektowany do wykonania 10 000 operacji kwantowych na 520 programowalnych kubitach, co stanowi znaczny postęp zarówno pod względem skali, jak i jakości obliczeniowej sprzętu kwantowego. Plany IBM obejmują połączenie dwóch procesorów Nighthawk r3 w 2027 roku, aby stworzyć modułowy system przekraczający 1 000 kubitów, mający na celu realizację coraz bardziej złożonych i większych obliczeń kwantowych.

To ogłoszenie opiera się na możliwościach aktualnego procesora IBM Quantum Nighthawk r2, wprowadzonego wcześniej w 2026 roku, obsługującego 120 programowalnych kubitów. Nighthawk r2 wyposażono w technologię szybkiego resetu kubitów, umożliwiającą wykonanie ponad 100 000 obwodów na sekundę, co jest 25-krotną poprawą względem jego poprzednika, IBM Quantum Heron. Ta technologia znacząco zwiększa przepustowość przez redukcję czasu bezczynności pomiędzy wykonaniami obwodów kwantowych z setek mikrosekund do zaledwie jednej mikrosekundy, zachowując wysoką precyzję obliczeń.

Modułowa budowa Nighthawk r3 wprowadza dziesięć połączeń chip-chip, zwanych l-kouplerami, które umożliwiają łączenie wielu procesorów w większe systemy kwantowe. IBM pokazał już zdolność utrzymania wysokiej wierności transferu stanu kwantowego — do 99,3% — między połączonymi procesorami z użyciem l-kouplerów na początku 2026 roku. Te osiągnięcia stanowią podstawę ambicji IBM dotyczących skalowania komputerów kwantowych poprzez efektywne łączenie wielu procesorów w celu wykładniczego zwiększenia liczby kubitów.

Kluczowym elementem postępu IBM jest integracja zasobów obliczeń kwantowych i klasycznych, by sprostać korekcji błędów oraz złożonemu koordynowaniu zadań. Platforma IBM Quantum obecnie łączy wysokowydajne obliczenia klasyczne i procesory kwantowe w zarządzanym środowisku, umożliwiając hybrydowe przepływy pracy kwantowo-klasyczne z dużą równoległością i obsługą rozbudowanej pamięci. Takie połączenie wspiera zaawansowane badania, takie jak korekcja błędów kwantowych i symulacje na dużą skalę, przyspieszając przetwarzanie danych i gromadzenie próbek.

IBM podkreśla, że zarówno szybkość, jak i wierność są kluczowe: szybsze resetowanie kubitów zmniejsza błędy inicjalizacji około 25-krotnie, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wierności bramek kwantowych. To pozwala na realizację dłuższych i bardziej złożonych obwodów zawierających ponad 7 500 operacji kwantowych — osiągnięcie to wyznacza ważny kamień milowy realizowany przez Nighthawk r2.

Partnerzy z branży, tacy jak firma energetyczna E.ON, instytuty badawcze w tym Oak Ridge National Laboratory, oraz start-upy jak Algorithmiq, już odnotowali znaczące usprawnienia i praktyczne rezultaty ze współpracy z systemami Nighthawk. Na przykład E.ON osiągnął przyspieszenie do 15-krotności w uczeniu maszynowym kwantowym dla optymalizacji sieci energetycznej, a symulacje kwantowe zostały przyspieszone nawet 12-krotnie w porównaniu z wcześniejszymi procesorami IBM.

Patrząc w przyszłość, plan IBM przewiduje wprowadzenie w 2029 roku IBM Quantum Starling — komputera kwantowego odpornemu na błędy, zdolnego do wykonania setek milionów operacji kwantowych. Starling będzie bazował na modularnych architekturach i połączeniach l-koupler zaprezentowanych w procesorach Nighthawk, a także innowacjach w pamięci kwantowej, dekoderach, kriogenice i elektronice sterującej.

Ostatnie postępy IBM podkreślają przemianę branży – od wyścigu o przewagę kwantową do dostarczania użytecznych zastosowań obliczeniowych w obszarach takich jak energia, chemia czy finanse. Firma rozwija wsparcie w zakresie narzędzi programowych, modeli integracji i przepływów pracy dla programistów, aby szeroka społeczność badawcza i klienci korporacyjni mogli wykorzystać osiągnięcia w obliczeniach kwantowych za pośrednictwem platformy IBM Quantum.

Podsumowując, wprowadzenie procesora Nighthawk r3 i planowanego systemu 1 040-kubitowego podkreśla zaangażowanie IBM w skalowanie komputerów kwantowych do praktycznych, wysokiej jakości poziomów w najbliższych latach, wspierając przejście od demonstracji eksperymentalnej przewagi do realnych, istotnych zastosowań kwantowych.

▶ The year of advantage—and what comes next — Obejrzyj film ↗