IBM combineert Nighthawk r3 met klassieke supercomputers
IBM heeft de plannen gepresenteerd voor de volgende generatie van zijn kwantumprocessor, de IBM Quantum Nighthawk r3. Deze nieuwe chip wordt ontworpen om 10.000 kwantumoperaties nauwkeurig uit te voeren over 520 programmeerbare qubits, op basis van in totaal 2.034 fysieke qubits. Daarmee zet het technologiebedrijf een volgende stap op zijn routekaart richting fouttolerante kwantumcomputers. In 2027 wil IBM twee van deze Nighthawk r3-processoren aan elkaar koppelen om een enkel systeem met meer dan 1.000 qubits te realiseren.
Praktijkresultaten en snelheidswinst met Nighthawk r2
De aankondiging bouwt voort op de prestaties van de huidige Nighthawk r2-processor, die in september werd geïntroduceerd. Dit systeem verwerkt tot 100.000 samples per seconde en ondersteunt meer dan 7.500 kwantumoperaties op 120 qubits. Dankzij snelle qubit-reset-technologie is de wachttijd tussen verschillende berekeningen aanzienlijk verkort. Klanten en partners, waaronder energiebedrijf E.ON, Algorithmiq en Q-CTRL, hebben inmiddels meer dan 34 miljard circuits op de processor gedraaid. Zij rapporteren snelheidswinsten tot negentien keer boven eerdere IBM-kwantumprocessoren.
De vooruitgang vertaalt zich naar concrete industriële en wetenschappelijke toepassingen. Zo behaalde E.ON een vijftienvoudige versnelling bij het optimaliseren van energienetwerken met behulp van kwantum-machinelearning. Daarnaast voerde Algorithmiq simulaties van magnetische materialen acht keer sneller uit dan op de eerdere Heron-processor. Deze specifieke berekeningen zijn dermate complex dat klassieke supercomputers naar schatting 240 keer meer geheugen nodig zouden hebben om een vergelijkbare nauwkeurigheid te behalen.
Modulaire schaalbaarheid richting 2027
Voor de aankomende Nighthawk r3-architectuur behoudt IBM de vierkante roosterverbindingen van zijn voorganger, maar voegt het tien chip-naar-chip-verbindingen toe, zogeheten l-couplers. Deze verbindingen maken het mogelijk om afzonderlijke processoren modulair te koppelen tot grotere rekenclusters. Eerder dit jaar toonde IBM de werking hiervan al aan door Nighthawk r1-processoren te verbinden met een overdrachtsnauwkeurigheid van 99,3 procent, en door voor het eerst twee cryogene modules samen te voegen tot één systeem dat binnen vijf dagen afkoelde tot onder de 15 millikelvin. Door in 2027 twee Nighthawk r3-chips te combineren, ontstaat een systeem van 1.040 programmeerbare qubits.
Integratie met klassieke supercomputers
Naast hardwareontwikkelingen breidt IBM het IBM Quantum Platform uit om kwantumcomputers en klassieke High-Performance Computing (HPC) samen te brengen in één beheerde omgeving. Omdat grootschalige kwantumberekeningen veel klassieke rekenkracht vereisen voor foutcorrectie en dataverwerking, kunnen onderzoekers hun workflows nu direct koppelen aan krachtige supercomputers.
Onderzoeksinstellingen zoals het Japanse RIKEN en de Cleveland Clinic wisten via deze geïntegreerde aanpak biologische structuren 33 keer sneller te modelleren dan zonder automatisering. Om foutcorrectie op fundamenteel niveau verder te versnellen, biedt het platform voortaan ook toegang op pulsniveau en werkt IBM samen met AMD en het Oak Ridge National Laboratory, waar een Nighthawk-systeem fysiek naast een supercomputer met AMD EPYC-processoren en Instinct-GPU's is geplaatst.
Meer over Quantum Computing
Over Witold Kepinski
