520 programlanabilir kübit hedefi: IBM($IBM), 2027’de iki çipi bağlamayı planlıyor

IBM($IBM), 520 programlanabilir kübit hedefli Nighthawk r3 kuantum işlemcisinin tasarımını ve kuantum bilişimle klasik bilişimi bir araya getiren platform özelliklerini tanıttı.

IBM, 11 Kasım tarihli resmi açıklamasında Nighthawk r3’ün 520 kübit üzerinde 10.000 kuantum işlemini doğru biçimde yürütecek şekilde tasarlandığını bildirdi. İşlemcinin toplam fiziksel kübit sayısı 2.034 olacak. 520, hesaplamalarda kullanılmak üzere programlanabilen kübit sayısını ifade ediyor; çalışan bir cihazda ölçülmüş performans değil, tasarım hedefi.

Şu anda kullanımda olan Nighthawk r2’de 120 programlanabilir ve 458 fiziksel kübit bulunuyor. IBM, işlemciyi 6 Kasım’da Chicago’da devreye aldı.

Bir kuantum devresi her çalıştırıldığında tek bir sonuç örneği üretiyor. Karmaşık hesaplamalarda sonuçlar tekrar tekrar toplandığı için kübit sayısının yanında işlem hızı da önem taşıyor.

Nighthawk r2 saniyede en fazla 100.000 örnek işliyor ve 120 kübit üzerinde 7.500’den fazla kuantum işlemi yürütüyor. IBM, müşterilerinin ve iş ortaklarının bu işlemcide 34 milyardan fazla devre çalıştırdığını ve önceki IBM işlemcilerine kıyasla performansta 19 kata varan iyileşme bildirdiğini açıkladı.

Nighthawk r3’te işlemcileri birbirine bağlayan L-coupler adlı aygıtlardan 10 tane bulunması planlanıyor. IBM, r2’nin kare ızgara bağlantı yapısı ve hızlı işlemlerinden yararlanarak işlemcileri birbirine bağlayan bir tasarım ortaya koydu.

IBM, bu yıl iki Nighthawk r1 işlemcisini dört L-coupler ile bağlayarak kuantum durumunun aktarımında yüzde 99,3 doğruluk elde etti. Deney, şirketin yüzde 99,9 olarak belirlediği hedefe doğru ilerleme kaydettiğini gösteriyor.

IBM ayrıca iki kriyojenik modülü tek bir sistemde birleştirme çalışmasını ilk kez gösterdi. Sistem beş gün içinde çalışma sıcaklığına ulaştı ve sıcaklık 15 milikelvinin altına indi.

Donanım çalışmalarının yanı sıra IBM Quantum Platform, kuantum hesaplamayı dizüstü bilgisayarlar ve süper bilgisayarlardaki klasik hesaplamayla tek bir yönetilen ortamda birleştiriyor. Araştırmacılar, her seferinde hesaplama ortamlarını elle bağlamak zorunda kalmadan kuantum ve klasik bilişim görevlerini birlikte düzenleyebiliyor.

IBM, kuantum çalışmalarının ölçeği büyüdükçe hata düzeltme ve azaltma, gürültü öğrenimi ve son işlem için gereken klasik hesaplama kaynaklarının da arttığını belirtti. Platform, dizüstü bilgisayarlardan yüksek başarımlı bilgisayarlara kadar farklı kaynakların kuantum işlerine bağlanmasını destekliyor.

Platformda darbe düzeyinde kontrol özellikleri de bulunuyor. Araştırmacılar bu özelliklerle işlemlerin zamanlamasını ayarlayabiliyor, hataları tespit edip inceleyebiliyor, kübitleri daha hızlı başlangıç durumuna getirebiliyor ve ölçüm verilerini çıkarabiliyor.

IBM, Japonya’daki RIKEN araştırmacılarıyla örneklem tabanlı kuantum köşegenleştirme çalışmasını önceki araştırmalardan yaklaşık beş kat hızlı yürüttüğünü ve hesaplama hacmini 100 katına çıkardığını açıkladı. Sonuç, araştırma ekibinin ayrı bir çalışmasından geldi.

Cleveland Clinic ve RIKEN araştırmacıları, biyolojik yapıları modelleme çalışmasında 608 milyon örneği otomatik olarak işledi. IBM, otomasyon sayesinde çalışmanın otomasyonsuz duruma kıyasla yaklaşık 33 kat daha hızlı tamamlandığını bildirdi.

IBM Research direktörü ve IBM Fellow’u Jay Gambetta (Jay Gambetta), “Kullanışlı kuantum bilişim, sonuçları doğru ve hızlı biçimde sunabilmeye bağlı” dedi. Bu değerlendirme, performansı ölçerken kübit sayısının yanında sonuç kalitesi ve işlem süresinin de dikkate alınması gerektiğini vurguluyor. IBM, 2027’de iki Nighthawk r3’ü birbirine bağlayarak 1.040 kübitlik bir sistem kurmayı planlıyor.