IBM утроила число кубитов в чипе Nighthawk r3 и готовит квантовый суперкомпьютер

IBM представила третью версию квантового процессора Nighthawk r3, втрое увеличив число программируемых кубитов по сравнению с предшественником. Главный анонс впереди: в 2027 году на базе двух таких чипов компания планирует собрать первый в своём роде квантовый суперкомпьютер на 1040 кубитов.

Эволюция линейки Nighthawk

Версия Nighthawk r2, доступная с сентября 2026 года, обеспечивает до 100 000 измерений в секунду и выполняет квантовые схемы с более чем 7500 операциями на 120 программируемых кубитах. В ней впервые реализован быстрый сброс кубитов: если у r1 на сброс уходило около 250 микросекунд, то у r2 — примерно 1 микросекунда.

Новый Nighthawk r3 наследует механизм быстрого сброса и рассчитан уже на 10 000 квантовых операций с использованием 520 программируемых кубитов, при этом общее число физических кубитов на чипе достигает 2034.

Путь к 1040 кубитам

Архитектура r3 сохраняет соединение кубитов по квадратной решётке, но добавляет десять межчиповых соединений l-couplers. Они предназначены для передачи квантовых состояний между отдельными процессорами и объединения нескольких чипов в единую систему.

IBM уже демонстрировала передачу квантового состояния между процессорами Nighthawk r1 через четыре таких соединения с точностью 99,3 процента; следующая цель — 99,9 процента. Криогенная инфраструктура для масштабирования тоже испытана: компания объединяла два криогенных модуля в систему, которая выходила на рабочую температуру ниже 15 милликельвинов менее чем за пять дней. В IBM считают, что препятствий для запуска двухстоечного кластера больше нет.

Интеграция с классическими суперкомпьютерами

Параллельно IBM развивает связку квантовых процессоров с классическими HPC-системами — она нужна для обработки измерений, подавления ошибок и алгоритмов коррекции. Недавно вместе с Национальной лабораторией Ок-Ридж и AMD компания запустила платформу квантовой коррекции ошибок, объединяющую процессоры Nighthawk с системой Umbra на ускорителях AMD Instinct MI355X и процессорах AMD Epyc пятого поколения.

Результаты заметны уже сейчас: клиника Кливленда и RIKEN с помощью новой среды автоматически обработали 608 миллионов образцов для моделирования биологически значимых структур — в 33 раза быстрее, чем при неавтоматизированном рабочем процессе.

Источники: 3dnews.ru, newsroom.ibm.com