IBM presenta nuevos procesadores cuánticos, software y avances en algoritmos

En la Conferencia anual de desarrolladores cuánticos, IBM (NYSE: IBM) dio a conocer hoy el progreso fundamental en su camino hacia la entrega de ventaja cuántica para fines de 2026 y computación cuántica tolerante a fallas para 2029.

"Hay muchos pilares para traer la computación cuántica verdaderamente útil al mundo", dijo Jay Gambetta, Director de IBM Research e IBM Fellow. "Creemos que IBM es la única compañía que está posicionada para inventar y escalar rápidamente software cuántico, hardware, fabricación y corrección de errores para desbloquear aplicaciones transformadoras. Estamos encantados de anunciar muchos de estos hitos hoy".

   

Computadoras IBM Quantum creadas para escalar ventaja

IBM está presentando IBM Quantum Nighthawk, su procesador cuántico más avanzado hasta el momento y diseñado con una arquitectura para complementar el software cuántico de alto rendimiento para ofrecer la ventaja cuántica el próximo año: el punto en el que una computadora cuántica puede resolver un problema mejor que todos los métodos clásicos.

Se espera que IBM Nighthawk se entregue a los usuarios de IBM a finales de 2025 y ofrecerá:

• 120 qubits vinculados con 218 acopladores sintonizables de próxima generación a sus cuatro vecinos más cercanos en una red cuadrada, un aumento de más del 20 por ciento más de acopladores en comparación con IBM Quantum Heron.

• Esta mayor conectividad de qubit permitirá a los usuarios ejecutar con precisión circuitos con un 30 por ciento más de complejidad que en el procesador anterior de IBM, manteniendo bajas tasas de error.

• Esta arquitectura permitirá a los usuarios explorar problemas más exigentes computacionalmente que requieren hasta 5.000 puertas de dos qubits, las operaciones fundamentales de enredo críticas para la computación cuántica.

IBM espera que futuras iteraciones de Nighthawk entreguen hasta 7.500 puertas para fines de 2026 y luego hasta 10,000 puertas en 2027. Para 2028, los sistemas basados en Nighthawk podían soportar hasta 15,000 puertas de dos qubits habilitadas por 1,000 o más qubits conectados extendidos a través de acopladores de largo alcance que se demostraron por primera vez en los procesadores experimentales de IBM el año pasado.

IBM anticipa que los primeros casos de ventaja cuántica verificada serán confirmados por la comunidad en general a finales de 2026. Para fomentar su rigurosa validación y avanzar en los mejores enfoques cuánticos y clásicos, IBM, Algorithmiq, investigadores del Instituto Flatiron y BlueQubit están contribuyendo con nuevos resultados a un rastreador de ventajas cuánticas abierto y dirigido por la comunidad para monitorear y verificar sistemáticamente las demostraciones emergentes de ventaja.

Hoy en día, el rastreador comunitario apoya tres experimentos de ventaja cuántica a través de la estimación observable, problemas de variación y problemas con la verificación clásica eficiente. IBM alienta a la comunidad a contribuir al rastreador y a impulsar un ida y vuelta con los mejores métodos clásicos.

"Estoy orgulloso de que nuestro equipo en Algorithmiq esté liderando uno de los tres proyectos en el nuevo rastreador de ventajas cuánticas. El modelo que diseñamos explora regímenes tan complejos que desafía todos los métodos clásicos de última generación probados hasta ahora", dijo Sabrina Maniscalco, CEO y cofundadora de Algorithmiq. "Estamos viendo resultados experimentales prometedores, y simulaciones independientes de investigadores del Instituto Flatiron validan su dureza clásica. Estos son solo los primeros pasos: la ventaja cuántica tomará tiempo para verificar, y el rastreador permitirá que todos sigan ese viaje".

"BlueQubit se enorgullece de apoyar los esfuerzos de IBM para rastrear las afirmaciones y algoritmos de ventaja cuántica a medida que las computadoras cuánticas entran en un régimen más allá de lo clásico", dijo Hayk Tepanyan, CTO y cofundador de BlueQubit. "A través de nuestros circuitos con alcance de la solución, estamos entusiasmados de ayudar a formalizar los casos en los que las computadoras cuánticas están comenzando a superar a las computadoras clásicas por órdenes de magnitud".

Para perseguir la ventaja cuántica verificada en el hardware cuántico innovador, los desarrolladores deben ser capaces de controlar altamente sus circuitos y utilizar computadoras clásicas de alto rendimiento (HPC) para mitigar los errores que surgen en el cálculo.

Qiskit es la pila de software cuántico con mejor rendimiento del mundo, desarrollada por IBM. Ahora está dando a los desarrolladores más control que nunca al escalar las capacidades de circuito dinámico que ofrecen un aumento del 24 por ciento en la precisión a escala de más de 100 qubits. IBM también está ampliando Qiskit con un nuevo modelo de ejecución que permite el control de grano fino y una C-API, desbloqueando capacidades de mitigación de errores aceleradas por HPC que disminuyen el costo de extraer resultados precisos en más de 100 veces.

A medida que las computadoras cuánticas maduran, la comunidad cuántica global se está expandiendo a HPC y comunidades científicas. IBM está entregando una interfaz C ++ a Qiskit, impulsada por una C-API, para permitir a los usuarios programar cuánticas de forma nativa en entornos HPC existentes. IBM continúa liderando el camino en capacidades avanzadas de ejecución de circuitos, incluidos los circuitos dinámicos y el aumento del control sobre la ejecución de circuitos para la mitigación de errores.

Para 2027, IBM planea extender Qiskit con bibliotecas computacionales en áreas como el aprendizaje automático y la optimización para resolver mejor los desafíos físicos y químicos fundamentales, como las ecuaciones diferenciales y las simulaciones hamiltonianas.

IBM Ofrece Componentes De Construcción Para La Computación Cuántica Tolerante A Fallas

En un camino paralelo, IBM está entregando rápidamente hitos hacia la construcción de la primera computadora cuántica a gran escala y tolerante a fallas del mundo para 2029.

La compañía está anunciando IBM Quantum Loon, su procesador experimental que, por primera vez, muestra que IBM ha demostrado todos los componentes clave del procesador necesarios para la computación cuántica tolerante a fallas. IBM Loon validará una nueva arquitectura para implementar y escalar los componentes necesarios para la corrección de errores cuánticos prácticos y de alta eficiencia. IBM ya ha demostrado las características innovadoras que se incorporarán a Loon, incluida la introducción de múltiples capas de enrutamiento de baja pérdida de alta calidad para proporcionar vías para conexiones más largas en el chip (o "copladores en c") que van más allá de los acopladores vecinos más cercanos y vinculan físicamente qubits distantes en el mismo chip, así como tecnologías para restablecer los qubits entre cálculos.

Al entregar otro pilar clave de la computación cuántica tolerante a fallas, IBM ha demostrado que es posible usar hardware de computación clásica para decodificar con precisión errores en tiempo real (menos de 480 nanosegundos) utilizando códigos qLDPC. Esta hazaña de ingeniería se ha logrado un año completo antes de lo previsto. Junto con Loon, esto demuestra las piedras angulares necesarias para escalar los códigos qLDPC en qubits superconductores de alta velocidad y alta fidelidad que forman el núcleo de las computadoras cuánticas de IBM.

IBM escala la fabricación a instalaciones de 300 mm para acelerar el desarrollo de la oblea cuántica

A medida que IBM escala sus computadoras cuánticas, está anunciando la fabricación principal de sus Obleas de procesador cuántico Se está llevando a cabo en una instalación avanzada de fabricación de obleas de 300 mm en el Complejo Albany NanoTech en Nueva York.

  

Las herramientas de semiconductores de última generación y las capacidades siempre activas dentro de esta instalación ya han acelerado la velocidad a la que IBM puede aprender, mejorar y ampliar las capacidades de sus procesadores cuánticos; permitiendo a la compañía aumentar su conectividad, densidad y rendimiento de qubits. Hasta la fecha, IBM ha sido capaz de:

• Duplicar la velocidad de sus esfuerzos de investigación y desarrollo reduciendo el tiempo necesario para construir cada nuevo procesador al menos a la mitad;

• Logre un aumento de diez veces en la complejidad física de sus chips cuánticos; y,

• Permitir que múltiples diseños sean investigados y explorados en paralelo.

Fuente: IBM