IBM anuncia enormes avances en computación cuántica

IBM anunció hoy su nuevo procesador 'Eagle' de 127 bits cuánticos (qubit) en el Cumbre cuántica de IBM 2021, su evento anual para mostrar hitos en hardware cuántico, software y el crecimiento del ecosistema cuántico. El procesador 'Eagle' es un gran avance al aprovechar el enorme potencial informático de los dispositivos basados ​​en la física cuántica. Presagia el punto en el desarrollo de hardware en el que los circuitos cuánticos no se pueden simular de manera confiable y exacta en una computadora clásica. IBM también anticipó los planes para IBM Quantum System Two, la próxima generación de sistemas cuánticos.

La computación cuántica aprovecha la naturaleza cuántica fundamental de la materia a niveles subatómicos para ofrecer la posibilidad de una potencia informática enormemente aumentada. La unidad computacional fundamental de la computación cuántica es el circuito cuántico, una disposición de qubits en puertas y medidas cuánticas. Cuantos más qubits posea un procesador cuántico, más complejos y valiosos serán los circuitos cuánticos que puede ejecutar.

IBM presentó recientemente hojas de ruta detalladas para la computación cuántica, incluida una ruta para escalado de hardware cuántico para permitir que los circuitos cuánticos complejos alcancen la ventaja cuántica, el punto en el que los sistemas cuánticos pueden superar significativamente sus contrapuntos clásicos. Eagle es el último paso en este camino de escala.

IBM mide el progreso en el hardware de computación cuántica a través de tres atributos de rendimiento: escala, calidad y velocidad. La escala se mide en el número de qubits en un procesador cuántico y determina qué tan grande se puede ejecutar un circuito cuántico. La calidad se mide mediante el volumen cuántico y describe la precisión con la que se ejecutan los circuitos cuánticos en un dispositivo cuántico real. La velocidad se mide por Extensión CLOP (Operaciones de capa de circuito Por segundo), una métrica que IBM introdujo en Noviembre 2021, y captura la viabilidad de ejecutar cálculos reales compuestos por una gran cantidad de circuitos cuánticos.

Procesador Eagle de 127 qubit

'Eagle' es el primer procesador cuántico de IBM desarrollado e implementado para contener más de 100 qubits operativos y conectados. Sigue al procesador 'Hummingbird' de 65 qubit de IBM presentado en 2020 y al procesador Falcon de 27 qubit presentado en 2019. Para lograr este avance, los investigadores de IBM se basaron en innovaciones pioneras dentro de sus procesadores cuánticos existentes, como un diseño de disposición de qubit para reducir errores y una arquitectura para reducir el número de componentes necesarios. Las nuevas técnicas aprovechadas dentro de Eagle colocan el cableado de control en múltiples niveles físicos dentro del procesador mientras mantienen los qubits en una sola capa, lo que permite un aumento significativo de qubits.

El mayor recuento de qubits permitirá a los usuarios explorar problemas a un nuevo nivel de complejidad al realizar experimentos y ejecutar aplicaciones, como optimizar el aprendizaje automático o modelar nuevas moléculas y materiales para su uso en áreas que abarcan desde la industria energética hasta el proceso de descubrimiento de fármacos. 'Eagle' es el primer procesador cuántico de IBM cuya escala hace imposible que una computadora clásica pueda simular de manera confiable. De hecho, el número de bits clásicos necesarios para representar un estado en el procesador de 127 qubit excede el número total de átomos en los más de 7.5 millones de personas que viven hoy.

“La llegada del procesador 'Eagle' es un gran paso hacia el día en que las computadoras cuánticas puedan superar a las computadoras clásicas en aplicaciones útiles”, dijo el Dr. Darío Gil, vicepresidente senior de IBM y director de investigación. “La computación cuántica tiene el poder de transformar casi todos los sectores y ayudarnos a abordar los mayores problemas de nuestro tiempo. Esta es la razón por la que IBM continúa innovando rápidamente el diseño de hardware y software cuántico, creando formas para que las cargas de trabajo cuánticas y clásicas se fortalezcan entre sí y creen un ecosistema global que es imperativo para el crecimiento de una industria cuántica ".

El primer procesador 'Eagle' está disponible como dispositivo exploratorio en IBM Cloud para seleccionar miembros del Red cuántica de IBM.

Para obtener una descripción más técnica del procesador 'Eagle', lea esto blog.

Sistema dos cuántico de IBM

En 2019, IBM presentó IBM Quantum System One, el primer sistema de computación cuántica integrado del mundo. Desde entonces, IBM ha implementado estos sistemas como la base de sus servicios IBM Quantum basados ​​en la nube en Estados Unidos, así como en Alemania en Fraunhofer-gesellschaft, Alemania de institución líder en investigación científica, en Japón para Universidad de Tokioy un sistema de próxima aparición en EE. UU. en Clínica de Cleveland. Además, hoy anunciamos una nueva asociación con Universidad de Yonsei in Seúl, Corea del Sur, para desplegar el primer sistema cuántico de IBM en el país. Para obtener más detalles, haga clic en aquí.

A medida que IBM continúa ampliando sus procesadores, se espera que maduren más allá de la infraestructura de IBM Quantum System One. Por lo tanto, estamos emocionados de presentar un concepto para el futuro de los sistemas de computación cuántica: IBM Quantum System Two. IBM Quantum System Two está diseñado para funcionar con los futuros procesadores de 433 qubit y 1,121 qubit de IBM.

"IBM Quantum System Two ofrece un vistazo al futuro centro de datos de computación cuántica, donde la modularidad y la flexibilidad de la infraestructura del sistema serán clave para el escalado continuo", dijo el Dr. Jay Gambetta, Miembro de IBM y vicepresidente de Computación Cuántica. "System Two se basa en la larga herencia de IBM tanto en computación cuántica como clásica, aportando nuevas innovaciones en todos los niveles de la pila de tecnología".

El concepto de modularidad es fundamental para IBM Quantum System Two. A medida que IBM avanza en su hoja de ruta de hardware y construye procesadores con recuentos de qubit más grandes, es vital que el hardware de control tenga la flexibilidad y los recursos necesarios para escalar. Estos recursos incluyen la electrónica de control, que permite a los usuarios manipular los qubits, y el enfriamiento criogénico, que mantiene los qubits a una temperatura lo suficientemente baja para que se manifiesten sus propiedades cuánticas.

El diseño de IBM Quantum System Two incorporará una nueva generación de electrónica de control qubit escalable junto con componentes criogénicos y cableado de mayor densidad. Además, IBM Quantum System Two presenta una nueva plataforma criogénica, diseñada en conjunto con Bluefors, que presenta un diseño estructural novedoso e innovador para maximizar el espacio para el hardware de soporte requerido por procesadores más grandes al tiempo que garantiza que los ingenieros puedan acceder fácilmente al hardware y repararlo.

Además, el nuevo diseño brinda la posibilidad de proporcionar un espacio de trabajo criogénico compartido más grande, lo que en última instancia conduce a la posible vinculación de múltiples procesadores cuánticos. Se espera que el prototipo IBM Quantum System Two esté en funcionamiento en 2023.

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