IBM dá salto em novo processador quântico Eagle

A IBM apresentou nesta terça-feira (16/11), no evento IBM Quantum Summit 2021, seu novo processador Eagle de 127 bits quânticos (qubit) uma inovação no uso do enorme potencial de computação de dispositivos baseados na física quântica. Ele anuncia o ponto no desenvolvimento de hardware em que os circuitos quânticos não podem ser simulados de maneira confiável em um computador clássico. A IBM também anunciou planos para o IBM Quantum System Two, a próxima geração de sistemas quânticos.

A IBM lançou recentemente roteiros detalhados para computação quântica, incluindo um caminho para escalar hardware quântico para permitir que circuitos quânticos complexos alcancem Quantum Advantage, o ponto em que sistemas quânticos podem superar significativamente seus contrapontos clássicos. O Eagle é a etapa mais recente nesse caminho de escalonamento.

Segundo informações, o Eagle é o primeiro processador quântico da IBM desenvolvido para conter mais de 100 qubits operacionais e conectados. Segue-se ao processador Hummingbird de 65 qubit, lançado em 2020, e o processador Falcon de 27 qubit, lançado em 2019. Para alcançar este avanço, os pesquisadores da IBM desenvolveram inovações em seus processadores quânticos existentes, como um design de arranjo de qubit para reduzir erros e uma arquitetura para reduzir o número de componentes necessários. As novas técnicas alavancadas no Eagle colocam a fiação de controle em vários níveis físicos dentro do processador, enquanto mantêm os qubits em uma única camada, o que permite um aumento significativo nos qubits.

O aumento da contagem de qubit permitirá que os usuários explorem problemas em um novo nível de complexidade ao realizar experimentos e executar aplicativos, como a otimização do aprendizado de máquina ou a modelagem de novas moléculas e materiais para uso em áreas que vão desde a indústria de energia até o processo de descoberta de medicamentos. O Eagle é o primeiro processador quântico da IBM cuja escala torna impossível para um computador clássico simular de forma confiável. Na verdade, o número de bits clássicos necessários para representar um estado no processador de 127 qubit excede o número total de átomos presentes em mais de 7,5 bilhões de pessoas que vivem no planeta hoje.

“A chegada do processador Eagle é um grande passo em direção ao dia em que os computadores quânticos poderão superar os computadores clássicos em aplicações úteis”, disse o Dr. Darío Gil, vice-presidente sênior e diretor de Pesquisas da IBM. “A computação quântica tem o poder de transformar quase todos os setores e nos ajudar a enfrentar os maiores problemas de nosso tempo. É por isso que a IBM continua a inovar rapidamente no design de hardware e software quântico, construindo maneiras para que cargas de trabalho quânticas e clássicas se capacitem mutuamente e criem um ecossistema global, que é fundamental para o crescimento de uma indústria quântica”, completou.

IBM Quantum System Two

Em 2019, a IBM revelou o IBM Quantum System One, o primeiro sistema de computação quântica integrado do mundo. Desde então, a IBM implementou esses sistemas como a base de seus serviços IBM Quantum baseados em Nuvem nos Estados Unidos, bem como na Alemanha para a Fraunhofer-Gesellschaft, a principal instituição de pesquisa científica da Alemanha, no Japão, para a Universidade de Tóquio, e um próximo sistema nos EUA na Cleveland Clinic. Além disso, agora a empresa anuncia uma nova parceria com a Yonsei University em Seul, Coreia do Sul, para implementar o primeiro sistema quântico IBM no país.

À medida que a IBM continua escalando seus processadores, espera-se que eles amadureçam além da infraestrutura do IBM Quantum System One. Assim, foi revelado um plano para o futuro dos sistemas de computação quântica: o IBM Quantum System Two, projetado para funcionar com os futuros processadores de 433 qubit e 1.121 qubit da IBM.

“O IBM Quantum System Two oferece um vislumbre do futuro Data Center de computação quântica, onde a modularidade e a flexibilidade da infraestrutura do sistema serão fundamentais para o dimensionamento contínuo”, disse o Dr. Jay Gambetta, IBM Fellow e VP da Quantum Computing. “O System Two baseia-se na longa herança da IBM em computação quântica e clássica, trazendo inovações em todos os níveis da camda de tecnologia”, comentou.

O conceito de modularidade é fundamental para o IBM Quantum System Two. Conforme a IBM avança em seu roteiro de hardware e constrói processadores com contagens de qubit maiores, é vital que o hardware de controle tenha a flexibilidade e os recursos necessários para escalar. Esses recursos incluem eletrônicos de controle, que permitem aos usuários manipular os qubits, e resfriamento criogênico, que mantém os qubits a uma temperatura baixa o suficiente para que suas propriedades quânticas se manifestem.

O design do IBM Quantum System Two incorporará uma nova geração de componentes eletrônicos de controle de qubit escalonáveis, juntamente com componentes criogênicos de alta densidade e cabeamento. Além disso, o IBM Quantum System Two apresenta uma nova plataforma criogênica, projetada em conjunto com o Bluefors, apresentando um design estrutural inovador para maximizar o espaço para o hardware de suporte exigido por processadores maiores, garantindo que os engenheiros possam acessar e fazer a manutenção do hardware com facilidade.

Além disso, o novo design traz a possibilidade de fornecer um espaço de trabalho criogênico compartilhado maior – levando, em última análise, à ligação potencial de vários processadores quânticos. O protótipo IBM Quantum System Two deve estar instalado e funcionando em 2023.

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