JawabanDipublikasikan22 sumber
Cara IBM Nighthawk r2 Mencapai 100.000 Eksekusi Sirkuit Kuantum per Detik
IBM Nighthawk r2, yang tersedia sebagai ibm phoenix, menjalankan lebih dari 100.000 sirkuit per detik—sekitar 25 kali throughput armada Heron—dengan mempercepat reset qubit. Reset disipatif menghubungkan setiap qubit ke lingkungan dingin sesuai kebutuhan, memangkas waktu relaksasi efektif dari sekitar 200 mikrodetik...
Diterbitkan olehDiedit dengan GPT-5.6 TerraGambar dibuat dengan GPT Image 2
Jawaban penelitian
Poin-poin penting
- IBM Nighthawk r2, yang tersedia sebagai ibm phoenix, menjalankan lebih dari 100.000 sirkuit per detik—sekitar 25 kali throughput armada Heron—dengan mempercepat reset qubit.
- Reset disipatif menghubungkan setiap qubit ke lingkungan dingin sesuai kebutuhan, memangkas waktu relaksasi efektif dari sekitar 200 mikrodetik menjadi sekitar 25 nanodetik saat reset aktif.
- Desain ini terutama bermanfaat bagi pekerjaan yang membutuhkan banyak pengulangan, pengukuran, serta reset di tengah sirkuit untuk riset koreksi galat kuantum.
AI Perintah
openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: How does IBM’s 120-qubit Nighthawk r2 quantum processor, deployed as IBM Phoenix, achieve more than 100,000 circuit executions per second—25. Article summary: IBM Phoenix (Nighthawk r2) gets its reported >100,000 circuit executions per second primarily by eliminating reset wait time—not by adding more computational qubits. Its 120 independently resettable qubits can be activel. Topic tags: general, general web, user generated, news. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts w
IBM Quantum Nighthawk r2, yang tersedia di IBM Quantum Platform sebagai ibm_phoenix, dirancang untuk mengatasi salah satu hambatan praktis komputasi kuantum superkonduktor: waktu menunggu qubit kembali ke keadaan awal yang bersih setelah satu eksekusi sirkuit. Alih-alih menaikkan jumlah qubit yang dapat diprogram pengguna, IBM membekali prosesor 120 qubit ini dengan perangkat keras yang dapat mereset tiap qubit secara aktif.
Menurut IBM, pendekatan tersebut mendorong throughput maksimum menjadi lebih dari 100.000 eksekusi sirkuit per detik, sekitar 25 kali throughput armada prosesor Heron mereka. 1
17
Hambatannya adalah reset qubit, bukan kecepatan gerbang
Program kuantum umumnya perlu menjalankan sirkuit yang sama berulang kali—sering disebut shots—untuk memperkirakan probabilitas hasil pengukuran maupun besaran fisika. Seusai satu eksekusi, qubit superkonduktor dapat masih berada dalam keadaan tereksitasi. Jika sistem hanya menunggu qubit kembali rileks secara alami, jeda ini dapat menjadi bagian terbesar dari waktu sebelum eksekusi berikutnya dimulai.
IBM menyatakan jeda pengulangan bawaan sebelumnya adalah 250 mikrodetik. Pada Nighthawk r2, nilainya menjadi 1 mikrodetik. Perubahan inilah, bukan peningkatan 25 kali pada kecepatan gerbang kuantum individual, yang terutama memungkinkan lebih banyak sirkuit dieksekusi setiap detik. 17
Pembedaan ini penting. Throughput sirkuit mengukur seberapa cepat suatu beban kerja dapat mengulang eksekusi dan mengumpulkan statistik. Angka 25× tidak serta-merta berarti setiap algoritme menjadi 25 kali lebih cepat, juga bukan bukti keunggulan kuantum serbaguna.
Cara kerja reset disipatif
Nighthawk r2 mengganti strategi reset yang mengandalkan reset kondisional dan waktu diam dengan perangkat reset disipatif khusus untuk tiap qubit yang dapat diprogram. Coupler atau penggandeng yang dapat disetel dengan rentang dinamis tinggi menghubungkan qubit sementara waktu ke lingkungan dingin, menarik keluar eksitasinya dan mengembalikannya ke keadaan dasar sesuai kebutuhan. 1
4
IBM melaporkan nilai median waktu relaksasi efektif, atau T1, berubah dari sekitar 200 mikrodetik saat reset tidak aktif menjadi sekitar 25 nanodetik ketika reset diaktifkan. Jeda tingkat sistem antareksekusi sirkuit tetap sekitar 1 mikrodetik karena masih ada waktu untuk kontrol, pengukuran, dan overhead lain di luar reset fisik itu sendiri. 3
17
Sederhananya, IBM mengubah reset dari masa menunggu pasif menjadi operasi perangkat keras yang aktif.
Isi prosesor 120 qubit ini
Nighthawk r2 memiliki 120 qubit superkonduktor yang dapat diprogram. Komponennya juga mencakup 218 coupler antarqubit dan 120 elemen reset independen—satu untuk setiap qubit yang dapat diprogram—sehingga totalnya menjadi 458 elemen kuantum fisik. 11
12
IBM menyebut pendekatan per-qubit ini memiliki tiga karakteristik utama:
- Reset independen: satu qubit dapat direset tanpa memaksa qubit lain menjalani proses yang sama.
- Inisialisasi lebih bersih: IBM melaporkan penurunan galat inisialisasi sekitar 25 kali.
- Kualitas gerbang tetap terjaga: IBM melaporkan galat gerbang berlapis sekitar 3 × 10⁻³, setara dengan sistem Heron, serta menyatakan aktivasi reset tidak mengganggu qubit komputasi di sekitarnya.
3
15
Hasil performa ini adalah klaim dari IBM. Hasil tersebut menunjukkan reset cepat dapat berjalan berdampingan dengan tingkat kualitas gerbang yang mereka laporkan, tetapi belum merupakan demonstrasi independen atas toleransi galat.
Mengapa reset cepat dapat memangkas waktu kerja nyata
Manfaat terbesar diperkirakan muncul pada beban kerja yang waktu prosesnya banyak dihabiskan untuk eksekusi berulang, pengukuran, atau kontrol dinamis. Jika suatu simulasi harus menjalankan sirkuit ribuan hingga jutaan kali untuk mengestimasi sebuah besaran, pengurangan sebagian besar waktu tunggu setelah setiap eksekusi dapat mempercepat penyelesaian pekerjaan secara berarti.
IBM melaporkan estimasi besaran teramati yang akurat pada sirkuit berisi lebih dari 7.500 gerbang. IBM juga melaporkan percepatan 12 kali untuk simulasi hamburan neutron, dengan spektrum yang sebanding dengan data laboratorium dihasilkan dalam sekitar 60 detik. Temuan itu merupakan bukti bahwa throughput lebih tinggi dapat mempersingkat beban kerja tertentu, tetapi tidak boleh dibaca sebagai klaim percepatan aplikasi universal sebesar 12× atau 25×. 20
Pentingnya reset di tengah sirkuit untuk koreksi galat
Reset cepat juga diperlukan di dalam sirkuit, bukan hanya di antara dua eksekusi. Skema koreksi galat kuantum berulang kali mengukur qubit bantu, yang sering disebut qubit pemeriksa atau syndrome qubit, guna mendeteksi galat pada qubit data. Qubit bantu itu lalu harus direset sebelum siklus pengukuran berikutnya.
Dengan pengukuran dan reset di tengah sirkuit, satu qubit bantu dapat diukur, diinisialisasi ulang, lalu dipakai kembali tanpa menunggu relaksasi pasif. Kemampuan ini mendukung sirkuit dinamis dan mengurangi beban waktu dari siklus pemeriksaan galat berulang. IBM menggambarkan reset cepat independen dan dukungan sirkuit dinamis pada Nighthawk r2 sebagai perangkat untuk riset koreksi galat kuantum. 17
19
Namun, kemampuan tersebut belum menjadikan Nighthawk r2 komputer toleran galat. Ini adalah kemampuan perangkat keras pendukung bagi eksperimen yang dibutuhkan oleh sistem dengan koreksi galat.
Pergeseran fokus: dari jumlah qubit ke throughput yang bisa digunakan
Nighthawk r2 mempertahankan angka utama 120 qubit yang dapat diprogram, tetapi menekankan kecepatan, konektivitas, kualitas inisialisasi, dan performa gerbang. Arsitektur Nighthawk memakai kisi persegi dengan hingga empat koneksi per qubit, dibandingkan tata letak heavy-hex sebelumnya yang menyediakan hingga tiga tetangga. IBM memosisikan keluarga Nighthawk sebagai platform untuk mengeksplorasi dan meningkatkan keunggulan kuantum sebelum tercapainya toleransi galat skala besar. 22
Bingkai ini penting karena jumlah qubit mentah saja tidak menentukan apakah sebuah perangkat dapat menjalankan beban kerja yang berguna. Prosesor juga membutuhkan operasi yang cukup akurat, konektivitas efisien, inisialisasi andal, serta throughput eksekusi yang memadai agar hasil dapat dikumpulkan dalam waktu yang praktis.
Posisi IBM Phoenix dalam peta jalan IBM
IBM tidak memasarkan Nighthawk r2 sebagai mesin toleran galat. Prosesor ini adalah sistem jangka dekat untuk beban kerja kuantum dengan throughput lebih tinggi dan untuk menguji teknik kontrol dinamis yang relevan bagi koreksi galat.
IBM berkomitmen menginvestasikan lebih dari US$10 miliar dalam komputasi kuantum selama lima tahun, mencakup riset dan pengembangan, belanja modal, peningkatan skala manufaktur, kemitraan ekosistem, serta akuisisi. Peta jalannya menargetkan IBM Quantum Starling pada 2029; menurut IBM, sistem modular dengan koreksi galat itu akan mampu menjalankan sirkuit berisi 100 juta gerbang pada 200 qubit logis. 29
24
Intinya, kemajuan perangkat keras kuantum bukan semata soal menempatkan lebih banyak qubit di sebuah chip. Kenaikan throughput 25× yang dilaporkan IBM datang dari pengurangan waktu menganggur di antara eksekusi—sebuah langkah yang dapat membuat perangkat keras 120 qubit saat ini lebih berguna, sambil menyiapkan kemampuan untuk siklus pengukuran dan reset lebih cepat yang dibutuhkan sistem terkoreksi galat di masa depan. 1
17
Studio Global AI
Lanjutkan penelitian Anda
Halaman ini berisi jawaban yang didukung sumber yang dapat Anda lanjutkan di dalam Studio Global.
Orang-orang juga bertanya
Apa jawaban singkat untuk "Cara IBM Nighthawk r2 Mencapai 100.000 Eksekusi Sirkuit Kuantum per Detik"?
IBM Nighthawk r2, yang tersedia sebagai ibm phoenix, menjalankan lebih dari 100.000 sirkuit per detik—sekitar 25 kali throughput armada Heron—dengan mempercepat reset qubit.
Apa poin penting yang harus divalidasi terlebih dahulu?
IBM Nighthawk r2, yang tersedia sebagai ibm phoenix, menjalankan lebih dari 100.000 sirkuit per detik—sekitar 25 kali throughput armada Heron—dengan mempercepat reset qubit. Reset disipatif menghubungkan setiap qubit ke lingkungan dingin sesuai kebutuhan, memangkas waktu relaksasi efektif dari sekitar 200 mikrodetik menjadi sekitar 25 nanodetik saat reset aktif.
Apa yang harus saya lakukan selanjutnya dalam latihan?
Desain ini terutama bermanfaat bagi pekerjaan yang membutuhkan banyak pengulangan, pengukuran, serta reset di tengah sirkuit untuk riset koreksi galat kuantum.