A IBM revelou hoje oficialmente os novos processadores quânticos e o conceito dos computadores quânticos comerciais de amanhã, as máquinas Quantum System Two. De acordo com a empresa, ela atingiu o limiar além do qual começa um novo e surpreendente mundo de computação quântica, que ultrapassa todas as possibilidades concebíveis dos computadores clássicos. A porta para esse mundo ainda não está aberta, mas a IBM já sabe como fazer isso.
Um fator decisivo para entrar no mundo da computação quântica massiva foi o desenvolvimento de um processador quântico com mais de cem qubits supercondutores. O problema de dimensionamento para qubits supercondutores é um ponto sensível, uma vez que todos eles estão alojados em uma instalação criogênica confinada e requerem vários cabos para controlar e medir os estados quânticos. O equipamento de controle e medição também é de grande escala, pois são circuitos de interface muito complexos com sistemas de interpretação de sinais externos, ou, mais simplesmente, com supercomputadores convencionais que controlam sistemas quânticos.
Gerenciar uma dúzia ou mais de qubits supercondutores não é um negócio complicado, mas quando seu número ultrapassa cem e tende a mil ou mais, a tarefa de engenharia de acomodar tudo isso em um volume razoável se torna assustadora. A IBM resolveu esse problema e introduziu o conceito de um sistema quântico escalável Quantum System Two e o conceito de salas de computadores de muitos desses sistemas.
Mas, primeiro, vamos dizer algumas palavras sobre o novo processador IBM Eagle de 127 qubit. A arquitetura de colocar qubits em uma das camadas do processador Eagle herda a arquitetura Heavy-hex de hexágonos alternados que a IBM usou nos processadores Falcon de 27 qubit nos quais hoje faz os computadores quânticos Quantum System One. Nos cantos e faces dos hexágonos, existem qubits que estão em contato com dois ou três qubits vizinhos e podem ser associados a eles. Mas o processador de 127 qubit difere nitidamente do processador de 27 qubit por ser feito de várias camadas em um único pacote.
O escalonamento não seria possível sem a configuração em camadas. O controle e a medição dos estados quânticos da linha são espaçados em vários níveis, o que ajudou a atingir a compactação. Além disso, a IBM mudou para multiplexação de sinal, enquanto no passado, cada qubit era controlado por um conjunto individual de condutores e blocos eletrônicos individuais. Sem tudo isso, seria impossível ultrapassar a linha de 100 qubit, diz a empresa. Além disso, o caminho proposto abre a oportunidade de ultrapassar rapidamente os limites de 500 qubit e 1000 qubit, o que parece fantástico.
A colocação de qubits em alta densidade e a vedação das interfaces possibilitaram a liberação de muito espaço no sistema criogênico. Isso nos leva a um novo conceito de rack de computação quântica, que a IBM chama de Quantum System Two. A IBM está trabalhando com os engenheiros da Bluefors para projetar o rack.
O Bluefors está trabalhando em uma nova plataforma criogênica com mais espaço interno para equipamentos auxiliares mais potentes e facilidade de manutenção do sistema. O visual dele é mostrado no vídeo acima, que também revela o conceito de salas de informática na nova plataforma.
A IBM atualmente não tem um único sistema de próxima geração funcionando. Espera-se que o primeiro Quantum System Two entre em serviço em 2023.
2021-11-17 17:24:43
Autor: Vitalii Babkin