IBMs 433 Qubit Quantum Processor and Beyond

Η IBM διαθέτει έναν κβαντικό επεξεργαστή 433 qubit που ονομάζεται Osprey και έχει έναν οδικό χάρτη για 4000 qubits το 2025 και 100,000 qubits έως το 2030.

Αυτά είναι πιο ισχυρά qubits από τα 5000+ αδιαβατικά qubit της DWave Systems. Οι περισσότερες άλλες εταιρείες κβαντικών υπολογιστών είναι περίπου 50-100 qubits.

Ο αριθμός των χρησιμοποιήσιμων qubit με περιορισμό σφαλμάτων βελτιώνεται. Τα qubits με περιορισμό σφαλμάτων με αξιοπιστία πάνω από 99.99% θα μπορούσαν να επιτρέψουν σε κβαντικούς υπολογιστές πιο ισχυρούς από τους κλασικούς υπερυπολογιστές exaflop για ορισμένες εφαρμογές.

Startup Το Xanadu's έχει το τσιπ Borealis, το οποίο δοκιμάστηκε με 216 qubits. Ο Xanadu ισχυρίζεται ότι πέτυχαν κβαντική υπεροχή με ταχύτερη λειτουργία από τους κλασικούς υπερυπολογιστές για έναν αλγόριθμο.

Το IBM Quantum System Two θα κυκλοφορήσει μέχρι τα τέλη του 2023. Αυτό το αρθρωτό σύστημα θα αποτελέσει το πλαίσιο των κβαντικών υπερυπολογιστών της εταιρείας. Θα έχει πολλαπλούς επεξεργαστές με συνδέσμους επικοινωνίας μεταξύ τους. Όλα αυτά αποτελούν σκαλοπάτι στην πορεία προς τα σχέδια της IBM για την κατασκευή ενός κβαντικού συστήματος με πάνω από 4,000 qubits έως το 2025.

Η διόρθωση σφαλμάτων έχει βελτιωθεί και οι χρήστες μπορούν πλέον να επιλέξουν πιο εύκολα μεταξύ αυξημένης ταχύτητας ή ακρίβειας.

Η μέτρηση ταχύτητας κβαντικού υπολογισμού της IBM, γνωστή ως λειτουργίες στρώματος κυκλώματος ανά δευτερόλεπτο (CLOPS), έχει αυξηθεί από 1,400 με το Eagle σε 15,000 CLOPS με το Osprey.

Ο επόμενος κβαντικός επεξεργαστής της IBM θα είναι ο Condor 1121 qubit. Στη συνέχεια, αργότερα το 2023, ένας αρθρωτός επεξεργαστής που ονομάζεται Heron θα στοιβάζει πολλαπλές μονάδες 133-qubit μαζί για να κάνει πιο ισχυρούς κβαντικούς επεξεργαστές.

Η IBM ετοιμάζεται επίσης να συμπεριλάβει προαιρετικές τεχνικές μετριασμού σφαλμάτων στο λογισμικό cloud για τους κβαντικούς υπολογιστές της.

Μέχρι το τέλος του 2024, η IBM αναμένει ότι ο μετριασμός σφαλμάτων με πολλαπλά τσιπ Heron που εκτελούνται παράλληλα στην «πρωτοβουλία 100 επί 100» μπορεί να οδηγήσει σε συστήματα πλάτους 100 qubits επί βάθους 100 πυλών, επιτρέποντας δυνατότητες πέρα ​​από αυτές των κλασικών υπολογιστών.

Το 2021, η IBM παρουσίασε τον κβαντικό επεξεργαστή 127 qubit που ονομάζεται Eagle.

Xanadu Borealis

Το κβαντικό υπολογιστικό πλεονέκτημα αναφέρθηκε χρησιμοποιώντας το Borealis, έναν φωτονικό επεξεργαστή που προσφέρει δυναμικό προγραμματισμό σε όλες τις πύλες που υλοποιήθηκαν. Πραγματοποιούν δειγματοληψία μποζονίου Gauss (GBS) σε 216 συμπιεσμένους τρόπους που εμπλέκονται με τρισδιάστατη συνδεσιμότητα, χρησιμοποιώντας μια αρχιτεκτονική πολυπλεξίας χρόνου και ανάλυσης αριθμού φωτονίων. Κατά μέσο όρο, θα χρειάζονταν περισσότερα από 9,000 χρόνια για να παράγουν οι καλύτεροι διαθέσιμοι αλγόριθμοι και υπερυπολογιστές, χρησιμοποιώντας ακριβείς μεθόδους, ένα μόνο δείγμα από την προγραμματισμένη κατανομή, ενώ το Borealis απαιτεί μόνο 36 μs. Αυτό το πλεονέκτημα χρόνου εκτέλεσης είναι πάνω από 50 εκατομμύρια φορές πιο ακραίο από αυτό που αναφέρθηκε από παλαιότερη φωτονική μηχανή.

Η δειγματοληψία μποζονίων Gauss δεν είναι μια χρήσιμη εφαρμογή.