คอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นล่าสุดของ IBM มีประสิทธิภาพเพียงพอแล้วนักวิทยาศาสตร์กล่าวหลังจากที่บริษัทได้ทำการปรับปรุงฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่สำคัญในระบบควอนตัมของตน
ระบบใหม่ประกอบด้วยสองส่วน: 156 คิวบิตใหม่(QPU) เรียกว่า R2 IBM Heron (ชิปรุ่นที่สอง)และ Qiskit — ชุดเครื่องมือซอฟต์แวร์และอัลกอริธึมที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพผลงาน.
ผลลัพธ์ที่ได้คือระบบใหม่ที่สามารถทำงานได้เร็วกว่าความพยายามครั้งก่อนถึง 50 เท่าข้อมูลการเปรียบเทียบ- สำหรับการอ้างอิง ในการทดลองยูทิลิตี้ควอนตัมปี 2023 ของ IBM ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังที่สุดในขณะนั้นใช้เวลา 122 ชั่วโมงในการรันปริมาณงานในการวัดประสิทธิภาพ ระบบใหม่ที่ติดตั้ง R2 Heron QPU ใช้เวลาเพียง 2.4 ชั่วโมง
คอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นใหม่ซึ่งมีฐานอยู่ในศูนย์ข้อมูลของไอบีเอ็มที่มีอยู่ทั่วโลก สามารถจัดการกับปัญหาทางวิทยาศาสตร์ในด้านวัสดุ เคมี วิทยาศาสตร์ชีวภาพ ฟิสิกส์พลังงานสูง และโดเมนอื่นๆ ได้มากขึ้น ตัวแทนของไอบีเอ็มกล่าวในคำแถลง-
ที่เกี่ยวข้อง:
"ความก้าวหน้าในฮาร์ดแวร์ IBM Quantum และ Qiskit ทำให้ผู้ใช้ของเราสามารถสร้างอัลกอริธึมใหม่ ซึ่งสามารถเชื่อมโยงทรัพยากรควอนตัมขั้นสูงและซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกเข้าด้วยกันเพื่อรวมจุดแข็งของตนเข้าด้วยกัน"เจย์ แกมเบ็ตต้ารองประธาน IBM Quantum กล่าวในแถลงการณ์
การประมวลผลควอนตัมยุคถัดไป
R2 Heron QPU ติดตั้ง 156เรียงกันเป็นโครงตาข่ายหกเหลี่ยมหนัก — กโครงสร้างโทโพโลยีที่ IBM ใช้สำหรับโปรเซสเซอร์ควอนตัมทั้งหมด ซึ่งช่วยให้ระบบสามารถรันวงจรควอนตัมที่มีเกตขนาด 2 คิวบิตได้ถึง 5,000 เกตได้อย่างน่าเชื่อถือ ซึ่งเกือบสองเท่าของเกตขนาด 2,880 คิวบิตในการทดลองยูทิลิตี้ปี 2023 ซึ่งขับเคลื่อนโดย Eagle QPU 127 คิวบิต
ประตูสองควิบิตมีความสำคัญในการปลดล็อกกำลังเอ็กซ์โปเนนเชียลของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งยิ่งมีการติดตั้งคิวบิตในระบบมากเท่าใด การคำนวณก็สามารถดำเนินการแบบคู่ขนานได้มากขึ้นเท่านั้น ประตูควิบิตเดี่ยวช่วยให้แต่ละคิวบิตสามารถหมุนหรือพลิกสถานะได้ ในขณะที่เกตสองคบิตที่ทำงานเป็นคู่ของคิวบิตจะใช้ประโยชน์จากกฎของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อให้เกิดการพัวพันระหว่างกัน แม้ว่าเกทซิงเกิลควิบิตสามารถทำงานได้ในระดับพื้นฐาน แต่การใช้เกทสองควิบิตสามารถช่วยให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำการคำนวณที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้
ชิป R2 Heron ใหม่ยังมี "การบรรเทาระบบสองระดับ" ซึ่งช่วยลดผลกระทบของการรบกวนต่อคิวบิตที่ทำปฏิกิริยากับวัสดุที่อยู่รอบตัว ระบบยังได้รับประโยชน์จากการปรับปรุงซอฟต์แวร์เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด กล่าวคือ การใช้อัลกอริธึมการลดข้อผิดพลาดเครือข่ายเทนเซอร์ (TEM) ของ Qiskit
การปรับปรุงซอฟต์แวร์เพิ่มเติม รวมถึงการเปิดตัวรันไทม์เอ็นจิ้นรุ่นล่าสุด การเพิ่มประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวของข้อมูล และการเปิดตัวการรวบรวมพารามิเตอร์หมายความว่าระบบใหม่สามารถทำงานได้ที่ 150,000 การทำงานของเลเยอร์วงจรต่อวินาที (CLOPS) ในการเปรียบเทียบ ประสิทธิภาพพื้นฐานอยู่ที่ 950 CLOPS ในปี 2022 และ 37,000 CLOPS เมื่อต้นปีนี้เมื่อมีการเปิดตัวการเพิ่มประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวของข้อมูลเป็นครั้งแรก
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นศูนย์กลาง
ตัวแทนของ IBM อ้างว่าการพัฒนาล่าสุดป้อนเข้าไปในวิสัยทัศน์ในการพัฒนาซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบ "ควอนตัมเป็นศูนย์กลาง" ซึ่งรวมคอมพิวเตอร์ควอนตัมและคอมพิวเตอร์คลาสสิกเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เป็นไปได้เร็วกว่าการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเท่านั้น -
เนื่องจากระบบไฮบริดสามารถจัดการกับปริมาณงานแบบคู่ขนาน โดยแยกย่อยอัลกอริธึมที่ซับซ้อนโดยมอบหมายงานบางส่วนให้กับครึ่งหนึ่งของระบบที่เหมาะสมที่สุด เมื่อชิ้นส่วนเหล่านี้ได้รับการแก้ไขแล้ว เลเยอร์ซอฟต์แวร์จะรวมปัญหากลับเข้าด้วยกันอย่างราบรื่น
ตัวอย่างการใช้งานซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เน้นควอนตัมอยู่ที่ RIKEN ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยทางวิทยาศาสตร์ในญี่ปุ่น โดยใช้วิธีการที่เรียกว่า "การโต้ตอบการกำหนดค่าที่เลือกด้วยควอนตัม" ซึ่งสรุปไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในอาร์เอ็กซ์ฐานข้อมูลก่อนพิมพ์ในปี 2023 นักวิทยาศาสตร์กำลังใช้ฮาร์ดแวร์ควอนตัมเพื่อสร้างแบบจำลองโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของเหล็กซัลไฟด์-
นักวิทยาศาสตร์ที่ RIKEN ยังได้เริ่มโครงการสร้างแพลตฟอร์มไฮบริดคอมพิวเตอร์ควอนตัมประสิทธิภาพสูง โดยการบูรณาการ Fugaku หนึ่งในด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม IBM System Two ภายในองค์กรที่ขับเคลื่อนโดย Heron QPU
