IBM annonce d'énormes progrès dans l'informatique quantique

IBM a annoncé aujourd'hui son nouveau processeur 'Eagle' à 127 bits quantiques (qubit) au Sommet IBM Quantum 2021, son événement annuel pour présenter les jalons du matériel quantique, des logiciels et de la croissance de l'écosystème quantique. Le processeur « Eagle » est une percée dans l'exploitation du potentiel informatique massif des appareils basés sur la physique quantique. Il annonce le point dans le développement du matériel où les circuits quantiques ne peuvent pas être simulés de manière fiable exactement sur un ordinateur classique. IBM a également présenté en avant-première les plans d'IBM Quantum System Two, la prochaine génération de systèmes quantiques.

L'informatique quantique exploite la nature quantique fondamentale de la matière à des niveaux subatomiques pour offrir la possibilité d'une puissance de calcul considérablement accrue. L'unité de calcul fondamentale de l'informatique quantique est le circuit quantique, un arrangement de qubits en portes et mesures quantiques. Plus un processeur quantique possède de qubits, plus les circuits quantiques qu'il peut exécuter sont complexes et précieux.

IBM a récemment lancé des feuilles de route détaillées pour l'informatique quantique, y compris un chemin pour mise à l'échelle du matériel quantique pour permettre aux circuits quantiques complexes d'atteindre l'avantage quantique, le point auquel les systèmes quantiques peuvent surpasser de manière significative leurs contrepoints classiques. Eagle est la dernière étape sur cette voie de mise à l'échelle.

IBM mesure les progrès du matériel informatique quantique à travers trois attributs de performance : Échelle, Qualité et Vitesse. L'échelle est mesurée en nombre de qubits sur un processeur quantique et détermine la taille d'un circuit quantique pouvant être exécuté. La qualité est mesurée par le volume quantique et décrit la précision avec laquelle les circuits quantiques fonctionnent sur un véritable appareil quantique. La vitesse est mesurée par CLOP (Opérations sur la couche de circuit Par seconde), une métrique IBM introduite dans Novembre 2021, et capture la faisabilité d'exécuter des calculs réels composés d'un grand nombre de circuits quantiques.

Processeur Eagle de 127 qubits

« Eagle » est le premier processeur quantique d'IBM développé et déployé pour contenir plus de 100 qubits opérationnels et connectés. Il fait suite au processeur « Hummingbird » à 65 qubits d'IBM dévoilé en 2020 et au processeur « Falcon » à 27 qubits dévoilé en 2019. Pour réaliser cette percée, les chercheurs d'IBM se sont appuyés sur des innovations pionnières au sein de ses processeurs quantiques existants, comme réduire les erreurs et une architecture pour réduire le nombre de composants nécessaires. Les nouvelles techniques exploitées dans Eagle placent le câblage de contrôle sur plusieurs niveaux physiques au sein du processeur tout en conservant les qubits sur une seule couche, ce qui permet une augmentation significative des qubits.

L'augmentation du nombre de qubits permettra aux utilisateurs d'explorer les problèmes à un nouveau niveau de complexité lorsqu'ils entreprennent des expériences et exécutent des applications, telles que l'optimisation de l'apprentissage automatique ou la modélisation de nouvelles molécules et matériaux à utiliser dans des domaines allant de l'industrie énergétique au processus de découverte de médicaments. « Eagle » est le premier processeur quantique d'IBM dont l'échelle rend impossible la simulation fiable d'un ordinateur classique. En fait, le nombre de bits classiques nécessaires pour représenter un état sur le processeur de 127 qubits dépasse le nombre total d'atomes des plus de 7.5 milliards de personnes en vie aujourd'hui.

« L'arrivée du processeur 'Eagle' est une étape majeure vers le jour où les ordinateurs quantiques pourront surpasser les ordinateurs classiques pour des applications utiles », a déclaré le Dr Darío Gil, vice-président principal d'IBM et directeur de la recherche. « L'informatique quantique a le pouvoir de transformer presque tous les secteurs et de nous aider à résoudre les plus gros problèmes de notre temps. C'est pourquoi IBM continue d'innover rapidement dans la conception de matériel et de logiciels quantiques, en créant des moyens pour que les charges de travail quantiques et classiques s'autonomisent mutuellement et en créant un écosystème mondial indispensable à la croissance d'une industrie quantique. »

Le premier processeur 'Eagle' est disponible en tant qu'appareil exploratoire sur IBM Cloud pour sélectionner les membres du Réseau quantique IBM.

Pour une description plus technique du processeur 'Eagle', lisez ceci blog.

Système quantique IBM deux

En 2019, IBM a dévoilé IBM Quantum System One, le premier système informatique quantique intégré au monde. Depuis lors, IBM a déployé ces systèmes comme fondement de ses services IBM Quantum basés sur le cloud dans les États Unis, Aussi bien que dedans Allemagne marquage Fraunhofer-gesellschaft, l'Allemagne institution de recherche scientifique de premier plan, en Japon pour le Université de Tokyo, et un système à venir aux États-Unis à Cleveland Clinic. De plus, nous avons annoncé aujourd'hui un nouveau partenariat avec Université Yonsei in Séoul, Corée du Sud, pour déployer le premier système quantique IBM du pays. Pour plus de détails, cliquez ici.

Alors qu'IBM continue de faire évoluer ses processeurs, ils devraient évoluer au-delà de l'infrastructure d'IBM Quantum System One. Par conséquent, nous sommes ravis de dévoiler un concept pour l'avenir des systèmes informatiques quantiques : IBM Quantum System Two. IBM Quantum System Two est conçu pour fonctionner avec les futurs processeurs IBM à 433 qubits et 1,121 XNUMX qubits.

« IBM Quantum System Two offre un aperçu du futur centre de données d'informatique quantique, où la modularité et la flexibilité de l'infrastructure système seront essentielles pour une évolution continue », a déclaré le Dr. Jay Gambetta, IBM Fellow et vice-président de l'informatique quantique. « System Two s'appuie sur le long héritage d'IBM dans le domaine de l'informatique quantique et classique, apportant de nouvelles innovations à tous les niveaux de la pile technologique. »

Le concept de modularité est au cœur d'IBM Quantum System Two. Au fur et à mesure qu'IBM progresse dans sa feuille de route matérielle et construit des processeurs avec des nombres de qubits plus importants, il est essentiel que le matériel de contrôle dispose de la flexibilité et des ressources nécessaires pour évoluer. Ces ressources comprennent l'électronique de contrôle, qui permet aux utilisateurs de manipuler les qubits, et le refroidissement cryogénique, qui maintient les qubits à une température suffisamment basse pour que leurs propriétés quantiques se manifestent.

La conception d'IBM Quantum System Two incorporera une nouvelle génération d'électronique de contrôle qubit évolutive ainsi que des composants et un câblage cryogéniques à plus haute densité. En outre, IBM Quantum System Two présente une nouvelle plate-forme cryogénique, conçue en collaboration avec Bluefors, dotée d'une conception structurelle nouvelle et innovante pour maximiser l'espace pour le matériel de support requis par les processeurs plus gros tout en garantissant que les ingénieurs peuvent facilement accéder et entretenir le matériel.

De plus, la nouvelle conception offre la possibilité de fournir un espace de travail cryogénique partagé plus grand, conduisant finalement à la liaison potentielle de plusieurs processeurs quantiques. Le prototype IBM Quantum System Two devrait être opérationnel en 2023.

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