تدخل استراتيجية الحوسبة الكمومية لشركة IBM مرحلة رئيسية مع تقديم اثنان جديد المعالجات الكمومية وتحسينات برمجية تهدف إلى استقرار أداء الدوائر. وترى الشركة أن إنجازاتها القادمة تتمثل في ميزة كمية قابلة للتحقق، وأول أنظمة مقاومة للأخطاء، مما يعزز دور الأجهزة والبرمجيات في عملية واحدة.
وبعيدًا عن الإعلان، فإن النهج يتكامل التحقق المجتمعي وتصنيع 300 مم لتسريع دورة التصميم. بالنسبة للنظام البيئي الأوروبي والإسباني، المعتاد على دمج مختبرات الكم مع البنى التحتية للحوسبة عالية الأداء، فإن الرسالة واضحة: أجهزة أكثر اتصالاً، وأدوات أكثر دقة، وخارطة طريق صناعية تسعى إلى اكتساب زخم.
IBM Quantum Nighthawk: الهندسة المعمارية وخريطة الطريق
البطل الأول هو IBM Quantum Nighthawk، وهي شريحة ذات 120 كيوبت و218 مقرنات قابلة للضبط مُرتَّبة في شبكة مربعة، حيث يرتبط كل كيوبت بأربعة جيران. هذا الاتصال، المُتَفَوِّق على الأجيال السابقة، يُتيح دوائر ذات تعقيد أكبر بنسبة 30% تقريبًا مع الحفاظ على معدلات خطأ منخفضة.
وفقًا لخريطة الطريق، يهدف التصميم إلى التوسع في عمليات ثنائية الكيوبت، وهو جانب مهم من الأداء الفعلي لهذه الأنظمة. وتخطط الشركة لبناء 5.000 باب إنها تحتوي على اثنين من البتات الكمومية كسعة أساسية وتهدف إلى التوسع التدريجي في السنوات القادمة.
- اتصال أكثر كثافة مقارنةً بـ Heron، مما يسهل عددًا أقل من بوابات SWAP ودقة أفضل
- الأهداف التشغيلية: 5.000 باب (أساسي)، 7.500 (مراجعات لاحقة)، 10.000 وحتى 15.000 مع هياكل معمارية أكبر حجمًا
- تسليم أول طائرة نايت هوك للمستخدمين قبل نهاية الفترة المخطط لها من قبل الشركة
هدف نايت هوك هو وضع الأجهزة في بيئة تُشكّل إشكاليةً للمحاكاة الكلاسيكية. في تلك المنطقة، احتمالية إظهار الميزة الكمية يزداد كلما تم احتواء الخطأ وتم تحسين التدفق الكمي الكلاسيكي الهجين.
التحقق المفتوح من الميزة الكمومية
لتجنب الادعاءات أحادية الجانب، تعمل شركة IBM، جنبًا إلى جنب مع Algorithmiq وFlatiron Institute وBlueQubit، على الترويج لـ متتبع ميزة الكم المفتوحتوثق هذه الأداة التقدم على ثلاث جبهات: تقدير الملاحظات، والأساليب المتغيرة، والمهام مع التحقق الكلاسيكي الفعال، مما يسمح للمجتمع بتتبع النتائج وتدقيقها.
يُقرّ الاقتراح بأن المعيار يُحدّده أيضًا أفضل الخوارزميات الكلاسيكية المتاحة. لذلك، يُدعى الباحثون إلى المساهمة في التجارب والمحاكاة الجديدة، وهي آلية تعمل على تعزيز التحقق من الصحة وتقليل هامش الاستنتاجات المتسرعة، وذلك أيضًا في مجموعات البحث الأوروبية.
Qiskit وHPC: البرمجيات في خدمة الأجهزة
يأتي دعم البرنامج مع تحديث لـ Qiskit يُوسّع نطاق استخدام الدوائر الديناميكية وتكاملها مع الحوسبة عالية الأداء. مع هذه التغييرات، تُعلن IBM عن زيادة في الدقة بنسبة 24% بمقاييس أعلى من 100 كيوبت ونموذج تنفيذ جديد مع واجهة برمجة تطبيقات C-API التي تمكن التخفيف من الأخطاء المُسرّعة بواسطة الحوسبة عالية الأداءتقليل تكلفة الحصول على نتائج موثوقة بما يزيد عن 100 مرة.
لتسهيل التبني في البنى التحتية العلمية، يشتمل Qiskit على واجهة C++ الذي يسمح بالبرمجة مباشرةً في بيئات الحوسبة عالية الأداء القائمة. وبالنظر إلى الإصدارات المستقبلية، تخطط الشركة لتضمين مكتبات للتعلم الآلي والتحسين، مع التركيز على المعادلات التفاضلية والمحاكاة الهاميلتونيةالمجالات ذات الصلة بالفيزياء والكيمياء الحاسوبية.
Quantum Loon وإصلاح الأخطاء
إذا كان هدف Nighthawk هو تقريب الميزة الكمية، IBM Quantum Loon إنه مصمم لتحمل الأخطاء. يدمج المعالج العناصر الضرورية لهندسة ممارسة تصحيح الأخطاءبما في ذلك طبقات متعددة من التوجيه منخفض الخسارة الذي يسمح باتصالات أطول داخل الشريحة (مقرنات c) وآليات إعادة ضبط كيوبت بين الدورات.
وبالتوازي مع ذلك، أظهرت شركة IBM فك تشفير الأخطاء في الوقت الفعلي باستخدام أكواد qLDPC في أقل من 480 نانوثانيةسرعة أسرع بعشر مرات من النهج الرائد السابق، وقد تحققت قبل الموعد المحدد. هذه نقطة حاسمة: فك التشفير السريع يقلل من تراكم الضوضاء ويُمكّن من التشغيل في بيئات أكثر تطلبًا.
التصنيع على رقائق 300 ملم: تسريع التطوير
الركيزة الثالثة للإعلان هي الصناعة. الإنتاج الرئيسي لـ رقائق 300 مم نُقل المشروع إلى منشأة متطورة في مجمع ألباني نانوتك (نيويورك). يُقلل الوصول إلى أحدث أدوات الطباعة الحجرية من زمن التنفيذ، ويتيح تكرار المزيد من التصاميم بالتوازي.
- مضاعفة السرعة من البحث والتطوير من خلال تقليص الوقت اللازم لبناء معالجات جديدة إلى النصف
- تعقيد أكثر بعشر مرات الفيزياء في الرقائق المصنعة
- القدرة ل استكشاف تصاميم متعددة في وقت واحد على خط الإنتاج
ماذا يعني ذلك بالنسبة لإسبانيا وأوروبا؟
بالنسبة للجامعات ومراكز الحوسبة الفائقة والشركات الأوروبية، فإن التقاء سير العمل الهجين يُعزز سير عمل هجينًا، حيث تُعدّ البرمجيات عالية الأداء بنفس أهمية البت الكمومي. يُعدّ التحقق المفتوح وتقليل تكاليف تخفيف الأخطاء رافعين أساسيين للمشاريع ذات الموارد التنافسية.
وبفضل وجود خرائط طريق واضحة وآليات تحقق عامة، ينتقل الحوار من الوعد إلى القياس. التواريخ العامة والمقاييس القابلة للمقارنة والمشاريع التجريبية في العالم الحقيقي وسوف تشكل هذه الاختبارات الخطوات التالية لتقييم ما إذا كان التقدم في الاتصال وتصحيح الأخطاء والتصنيع يترجم إلى أعباء عمل علمية وتجارية أكثر أهمية.
إن الجمع بين Nighthawk وLoon وQiskit مع HPC والتصنيع مقاس 300 مم يرسم صورة حيث التحسن المستدام في المعالجات الكمومية، يمكن تسريعها، بشرط أن يواكب التحكم في الأخطاء والتحقق المستقل الأجهزة والبرامج.
