IBM revela Nighthawk r3 e visa mais de 1.000 qubits até 2027

A IBM anunciou na quarta-feira o Nighthawk r3, o próximo processador de sua linha Nighthawk. A IBM diz que o novo chip executará 10.000 operações quânticas em 520 qubits programáveis — 2.034 qubits físicos no total — com precisão suficiente para lidar com problemas maiores e mais complexos. A IBM planeja conectar dois chips Nighthawk r3 em um único sistema com mais de 1.000 qubits em 2027.

O novo chip é baseado no Nighthawk r2, lançado em setembro e disponível hoje. O Nighthawk r2 processa mais de 7.500 operações quânticas em 120 qubits, com velocidade de até 100.000 amostras por segundo. O Nighthawk r3 terá 10 interconexões entre chips, chamadas l-couplers, projetadas para ligar processadores em sistemas maiores.

Parceiros como E.ON, Algorithmiq e Q-CTRL já executaram mais de 34 bilhões de circuitos no Nighthawk r2, relatando acelerações de até 19 vezes em relação aos processadores anteriores da IBM. A E.ON relatou uma aceleração de 15 vezes em aprendizado de máquina quântico aplicado à otimização de redes elétricas, enquanto a IBM disse que uma aceleração de 12 vezes permitiu a ela e ao Oak Ridge National Laboratory simular materiais magnéticos reais com resultados consistentes com experimentos de espalhamento de nêutrons. Um experimento ampliado com a Algorithmiq rodou oito vezes mais rápido que a versão original no processador anterior da IBM, o Heron, e produziu circuitos que, segundo a IBM estima, exigiriam cerca de 240 vezes mais memória para que um computador clássico os simulasse com precisão comparável. A IBM também diz ter demonstrado as peças necessárias para ligar processadores entre si: conectar chips Nighthawk r1 com quatro l-couplers atingiu fidelidade de 99,3% na transferência de um estado quântico entre eles, abaixo de sua meta de 99,9%, e a empresa também ligou dois módulos criogênicos em um único sistema — que atingiu sua temperatura de operação em menos de cinco dias, resfriando a menos de 15 milikelvin.

A Plataforma Quântica da IBM agora combina processadores quânticos com computação clássica de alto desempenho em um único ambiente gerenciado. Em parceria com a RIKEN, a IBM diz ter executado o mesmo fluxo de trabalho de diagonalização quântica baseada em amostras cerca de cinco vezes mais rápido, enquanto lidava com cerca de 100 vezes mais cálculos do que em seu estudo original, e a Cleveland Clinic e a RIKEN usaram a plataforma para processar 608 milhões de amostras na modelagem de estruturas biológicas, 33 vezes mais rápido do que sem a automação. “A utilidade da computação quântica depende de a capacidade de entregar resultados com precisão e velocidade, ambas são fundamentais”, disse Jay Gambetta, diretor da IBM Research e IBM Fellow.

Por que importa

A aposta da IBM é que ligar muitos chips quânticos modestos, em vez de construir um único processador gigante, é o caminho prático para máquinas grandes o suficiente para resolver problemas que supercomputadores clássicos não conseguem — e as acelerações que os parceiros já relatam em cargas de trabalho reais, como otimização de redes elétricas e simulação de materiais, são a evidência à qual a IBM recorre.