AnswersPublished22 sources
Slik får IBM Nighthawk r2 over 100.000 kvantekretskjøringer i sekundet
IBM Phoenix, basert på Nighthawk r2 med 120 programmerbare qubits, kjører over 100.000 kretser i sekundet – rundt 25 ganger mer enn Heron – ved å kutte standard ventetid mellom kjøringer fra 250 til 1 mikrosekund. Hver qubit kan aktivt kobles til et kaldt miljø, slik at effektiv T1 tid under tilbakestilling går fra...
Publisert avRedigert med GPT-5.6 TerraBilder generert med GPT Image 2
Research answer
Key takeaways
- IBM Phoenix, basert på Nighthawk r2 med 120 programmerbare qubits, kjører over 100.000 kretser i sekundet – rundt 25 ganger mer enn Heron – ved å kutte standard ventetid mellom kjøringer fra 250 til 1 mikrosekund.
- Hver qubit kan aktivt kobles til et kaldt miljø, slik at effektiv T1 tid under tilbakestilling går fra om lag 200 mikrosekunder til rundt 25 nanosekunder.
- Den raske tilbakestillingen er særlig viktig for måletunge arbeidslaster og forskning på kvantefeilkorrigering, der qubits må måles, nullstilles og brukes på nytt gjentatte ganger.
AI Prompt
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, som er tilgjengelig på IBM Quantum Platform under navnet ibm_phoenix, er konstruert for å løse en praktisk flaskehals i superledende kvantedatamaskiner: tiden det tar før qubits er klare for neste kjøring.
Prosessoren har fortsatt 120 programmerbare qubits, men IBM har lagt til maskinvare som aktivt tilbakestiller hver enkelt qubit. Ifølge IBM gir dette en maksimal kapasitet på over 100.000 kretskjøringer i sekundet – omtrent 25 ganger gjennomstrømmingen i selskapets Heron-flåte. 1
17
Det er nullstillingen som bremser, ikke portene
Kvanteprogrammer må som regel kjøre den samme kretsen svært mange ganger, ofte kalt shots, for å kunne anslå målesannsynligheter og fysiske størrelser. Etter en kjøring kan en superledende qubit fortsatt være energimessig eksitert. Dersom systemet bare venter på at den skal slappe naturlig av, kan denne pausen dominere tiden før neste kjøring.
IBM oppgir at standard forsinkelse mellom repetisjoner tidligere var 250 mikrosekunder. I Nighthawk r2 er den 1 mikrosekund. Det er denne reduksjonen – ikke at hver kvanteport er blitt 25 ganger raskere – som først og fremst løfter antallet kretskjøringer per sekund. 17
Det er et viktig skille: kretsgjennomstrømming sier noe om hvor raskt et system kan gjenta kjøringer og samle statistikk. En forbedring på 25× betyr ikke automatisk 25× kortere kjøretid for enhver algoritme, og heller ikke generell kvantefordel.
Aktivt tilbake til grunntilstanden
Nighthawk r2 erstatter en strategi basert på betinget tilbakestilling og ventetid med en egen dissipativ tilbakestillingsenhet for hver programmerbare qubit. En justerbar kobler med stort dynamisk område kobler midlertidig qubiten til et kaldt miljø, som trekker energien ut av qubiten og bringer den tilbake til grunntilstanden på kommando. 1
4
IBM oppgir at median effektiv relaksasjonstid, T1, endres fra rundt 200 mikrosekunder når tilbakestillingen ikke er aktiv, til rundt 25 nanosekunder når den aktiveres. Forsinkelsen på systemnivå mellom kretskjøringer er likevel rundt 1 mikrosekund, fordi styring, måling og annen overhead også tar tid. 3
17
Kort sagt: I stedet for å vente på at qubitene skal bli klare, gjør IBM nullstilling til en aktiv maskinvareoperasjon.
120 qubits – og maskinvare rundt dem
Nighthawk r2 består av 120 programmerbare superledende qubits, 218 koblere mellom qubits og 120 uavhengige tilbakestillingselementer – ett for hver programmerbare qubit. Det gir totalt 458 fysiske kvanteelementer. 11
12
IBM sier at den individuelle tilnærmingen har tre sentrale egenskaper:
- Uavhengig tilbakestilling: Én qubit kan nullstilles uten at alle de andre må gjennom samme prosess.
- Renere initialisering: IBM rapporterer om omtrent 25 ganger lavere initialiseringsfeil.
- Bevart portkvalitet: IBM rapporterer lagvise portfeil på om lag 3 × 10⁻³, på nivå med Heron-systemene, og sier at aktivert tilbakestilling ikke forstyrrer nærliggende qubits som brukes til beregning.
3
15
Dette er ytelsestall rapportert av leverandøren. De viser at rask nullstilling ifølge IBM kan kombineres med den oppgitte portkvaliteten, men er ikke en uavhengig demonstrasjon av feiltolerant kvantedatabehandling.
Hvem får mest nytte av høyere gjennomstrømming?
Den største gevinsten ventes i arbeidslaster der gjentatte kretskjøringer, målinger eller dynamisk kontroll utgjør mye av tidsbruken. Når en beregning må gjentas tusenvis eller millioner av ganger for å estimere en observabel størrelse, kan fjerning av mesteparten av ventetiden etter hver kjøring redusere total behandlingstid betydelig.
IBM rapporterer nøyaktig estimering av observerbare størrelser i kretser med mer enn 7.500 porter. Selskapet rapporterer også 12× raskere beregning i en nøytronspredningssimulering, med spektra som var sammenlignbare med laboratoriedata på rundt 60 sekunder. Resultatene er tegn på at høyere gjennomstrømming kan korte ned tiden for bestemte arbeidslaster, men de er ikke et universelt krav om 12× eller 25× raskere applikasjoner. 20
Hvorfor tilbakestilling midt i kretsen betyr noe
Rask tilbakestilling er ikke bare nyttig mellom hele kretskjøringer. Den er også viktig inne i selve kretsen. I kvantefeilkorrigering måles såkalte hjelpequbits, eller syndromqubits, gjentatte ganger for å avdekke feil som påvirker dataqubits. Hjelpequbitene må så nullstilles før neste målesyklus.
Med måling og tilbakestilling midt i kretsen kan en hjelpequbit måles, reinitialiseres og brukes på nytt, i stedet for å vente på passiv relaksasjon. Det støtter dynamiske kretser og kutter tidsoverheaden i gjentatte feilsjekker. IBM beskriver Nighthawk r2s uavhengige høyhastighets-nullstilling og støtte for dynamiske kretser som verktøy for forskning på kvantefeilkorrigering. 17
19
Dette gjør ikke Nighthawk r2 feiltolerant. Det er en nødvendig type maskinvarekapasitet for eksperimenter som må på plass før feilkorrigerte systemer kan bygges i stor skala.
Fra antall qubits til faktisk anvendelig kapasitet
Nighthawk r2 beholder tallet på 120 programmerbare qubits, men vekten flyttes til fart, sammenkobling, initialiseringskvalitet og portytelse. Nighthawk-arkitekturen bruker et kvadratisk gitter der hver qubit kan ha opptil fire forbindelser, mot opptil tre naboer i IBMs tidligere heavy-hex-oppsett. IBM posisjonerer familien som en plattform for å utforske og skalere kvantefordel før storskala feiltoleranse. 22
Poenget er at rå qubit-tall alene ikke avgjør hvor nyttig en maskin er. Prosessoren trenger også tilstrekkelig presise operasjoner, effektiv sammenkobling, pålitelig initialisering og nok gjennomstrømming til å samle resultatene innen praktisk tid.
Plassen i IBMs veikart
IBM presenterer ikke Nighthawk r2 som en feiltolerant maskin. Den er snarere en kortsiktig plattform for kvantearbeidslaster med høyere gjennomstrømming og for å teste dynamisk styring som er relevant for feilkorrigering.
Selskapet har forpliktet seg til å investere mer enn 10 milliarder dollar i kvantedatabehandling over fem år. Investeringen skal dekke forskning og utvikling, kapitalutgifter, oppskalering av produksjon, økosystempartnere og oppkjøp. IBMs veikart har IBM Quantum Starling som mål for 2029; IBM sier at det planlagte systemet skal være en modulær, feilkorrigert maskin som kan kjøre kretser med 100 millioner porter på 200 logiske qubits. 29
24
Hovedlærdommen fra Nighthawk r2 er dermed enkel: Framgang i kvantemaskinvare handler ikke bare om å få plass til flere qubits på en brikke. IBMs rapporterte 25×-løft kommer av å fjerne dødtid mellom kjøringer – noe som kan gjøre dagens 120-qubit-maskinvare mer anvendelig, samtidig som det bygger erfaring med de raske måle- og nullstillingssyklusene framtidige feilkorrigerte systemer vil trenge. 1
17
Studio Global AI
Continue your research
This page includes a source-backed answer you can continue inside Studio Global.
People also ask
What is the short answer to "Slik får IBM Nighthawk r2 over 100.000 kvantekretskjøringer i sekundet"?
IBM Phoenix, basert på Nighthawk r2 med 120 programmerbare qubits, kjører over 100.000 kretser i sekundet – rundt 25 ganger mer enn Heron – ved å kutte standard ventetid mellom kjøringer fra 250 til 1 mikrosekund.
What are the key points to validate first?
IBM Phoenix, basert på Nighthawk r2 med 120 programmerbare qubits, kjører over 100.000 kretser i sekundet – rundt 25 ganger mer enn Heron – ved å kutte standard ventetid mellom kjøringer fra 250 til 1 mikrosekund. Hver qubit kan aktivt kobles til et kaldt miljø, slik at effektiv T1 tid under tilbakestilling går fra om lag 200 mikrosekunder til rundt 25 nanosekunder.
What should I do next in practice?
Den raske tilbakestillingen er særlig viktig for måletunge arbeidslaster og forskning på kvantefeilkorrigering, der qubits må måles, nullstilles og brukes på nytt gjentatte ganger.