Comparado com o Eagle, o processador Heron melhorou o desempenho do dispositivo de três a cinco vezes, e sua taxa de erro atingiu um nível recorde, dois terços menor que os processadores quânticos anteriores. A corrida global pelo desenvolvimento de supercomputadores está a todo vapor. A IBM foi pega de surpresa e jogou fora seu trunfo. Na segunda-feira, lançou o chip de computação quântica mais poderoso da empresa até agora, bem como o computador quântico IBM Quantum System 2, e formulou um grande plano para a produção de supercomputadores em 2033.
Chip de computação quântica, taxa de erro atinge nível recorde
4 de dezembro, horário local, a IBM lançou pela primeira vez o chip de computação quântica "IBM Quantum Heron" (Heron) no Quantum Summit da empresa.
O processador “Heron” possui 133 qubits de frequência fixa, excedendo os 127 qubits do processador “Eagle”.
A IBM disse que em comparação com o "Eagle", "
No próximo ano, mais processadores Heron se juntarão à frota de sistemas em escala de serviços públicos da IBM, líder do setor.
Revelado novo sistema modular, os supercomputadores não estão longe de se tornar realidade
Além disso, a IBM também lançou o primeiro computador quântico da empresa, o IBM Quantum System 2, com mais de 1.000 qubits, o que equivale aos qubits dos computadores comuns. É relatado que,
A IBM demonstrou à indústria um novo sistema modular que conecta processadores dentro de máquinas e depois conecta as máquinas entre si para formar um sistema modular que, quando combinado com um novo código de correção de erros,
“Estamos numa era em que os computadores quânticos estão a ser usados como ferramentas para explorar novas fronteiras na ciência”, disse Dario Gil, vice-presidente sénior e diretor de investigação da IBM.
"À medida que continuamos a desenvolver sistemas quânticos, escalar e agregar valor por meio da arquitetura modular, melhoraremos ainda mais a qualidade de nossa pilha de tecnologia quântica em escala de utilidade e a colocaremos nas mãos de nossos usuários e parceiros que ampliarão os limites da tecnologia quântica para problemas mais complexos."
O principal obstáculo à computação quântica – a alta probabilidade de erro
Em comparação com os computadores tradicionais, a computação quântica usa emaranhamento e superposição quântica para obter capacidades de computação paralela mais poderosas, e a velocidade de cálculo é muito mais rápida.
No entanto, esses estados quânticos também são notoriamente instáveis e propensos a erros. Para resolver esse problema, os físicos tentam persuadir vários qubits físicos (por exemplo, cada qubit físico ou um único íon codificado em um circuito supercondutor) para codificar coletivamente um único qubit de informação, o chamado “qubit lógico”.
Os pesquisadores geralmente dizem que as técnicas de correção de erros de última geração requerem mais de 1.000 qubits físicos por “qubit lógico” e que uma máquina que possa realizar cálculos úteis precisaria de milhões de qubits físicos.
Mas nos últimos meses, os físicos têm se interessado cada vez mais por um esquema alternativo de correção de erros chamado verificação quântica de paridade de baixa densidade (qLDPC).
De acordo com a pré-impressão nº 1 dos pesquisadores da IBM, esse número será reduzido por um fator de 10 ou mais. A empresa disse que agora se concentrará na construção do chip, que é projetado para abrigar alguns dos qubits corrigidos pelo qLDPC entre os cerca de 400 qubits físicos e, em seguida, conectar os chips.
Mikhail Lukin, físico da Universidade Harvard em Cambridge, Massachusetts, disse que a pré-impressão da IBM foi um “excelente trabalho teórico”.
“Dito isto, implementar esta abordagem com qubits supercondutores parece ser extremamente desafiador, e pode levar anos até mesmo tentar experimentos de prova de conceito nesta plataforma”, disse Lukin.
O problema é que a tecnologia qLDPC exige que cada qubit esteja diretamente conectado a pelo menos 6 outros qubits. Em um chip supercondutor tradicional, cada qubit está conectado a apenas 2 a 3 qubits vizinhos.
Mas Oliver Dial, físico de matéria condensada e diretor de tecnologia da IBM Quantum no IBM Thomas J. Watson Research Center em Yorktown Heights, Nova York, disse que a empresa tem um plano: adicionará uma camada de chips quânticos ao design de seu computador quântico para permitir as conexões extras exigidas pelo esquema qLDPC.
Jay Gambetta, vice-presidente de quantum da IBM, disse que a empresa tem adotado uma abordagem dupla para preparar o hardware, incluindo o desenvolvimento da capacidade de fabricar qubits de alta qualidade em grandes quantidades de forma sustentada.
Ele disse que o Condor, que possui mais de 1.121 qubits supercondutores, mostra que a empresa está em boa forma nesse aspecto. A IBM revelou o processador na segunda-feira.
“São qubits cerca de 50% menores”, disse Gambetta à mídia. “O rendimento existe – nosso rendimento está próximo de 100%.”
O segundo problema no qual a IBM tem trabalhado é limitar os erros que ocorrem ao operar em um único ou em pares de qubits.
Alterar o estado de um qubit cria sinais sutis que podem vazar para qubits vizinhos, um fenômeno conhecido como crosstalk. "Heron" é o menor entre os novos processadores e representa quatro anos de esforços da equipe de P&D da IBM para melhorar o desempenho do gate.
“É um dispositivo lindo”, disse Gambett. "É cinco vezes melhor que o dispositivo anterior, tem muito menos erros e a diafonia não pode ser medida."
Quando a computação quântica será comercializada?
Embora esta pesquisa em computação quântica seja um marco, a comercialização tem sido até agora ilusória.
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Além disso, até o final de 2024, a IBM planeja estabelecer oito centros de computação quântica nos Estados Unidos, Canadá, Japão e Alemanha para garantir que o Quantum System Two seja amplamente utilizado pelos pesquisadores.
Gambetta também disse:
Os pesquisadores da IBM disseram que os avanços recentes reforçaram sua confiança no potencial de longo prazo da computação quântica, embora não tenham conseguido prever quando a computação quântica entrará no mercado comercial.