คำตอบเผยแพร่แล้ว17 แหล่งที่มา
IBM Nighthawk r2 เร็วขึ้น 25 เท่า เพราะรีเซ็ตคิวบิตได้ไวกว่าเดิม
IBM ระบุว่า Nighthawk r2 หรือ ibm phoenix ทำงานได้มากกว่า 100,000 วงจรต่อวินาที สูงสุดราว 25 เท่าของตระกูล Heron เพราะลดเวลาหน่วงการทำงานซ้ำเริ่มต้นจาก 250 ไมโครวินาทีเหลือ 1 ไมโครวินาที [1] ชิปมีคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ 120 ตัว คัปเปลอร์ 218 ตัว และองค์ประกอบรีเซ็ตอิสระ 120 ตัว รวมเป็นองค์ประกอบควอนตัมทางกายภาพ 458...
เผยแพร่โดยแก้ไขด้วย GPT-5.6 Terraรูปภาพสร้างด้วย GPT Image 2
คำตอบการวิจัย
ประเด็นสำคัญ
- IBM ระบุว่า Nighthawk r2 หรือ ibm phoenix ทำงานได้มากกว่า 100,000 วงจรต่อวินาที สูงสุดราว 25 เท่าของตระกูล Heron เพราะลดเวลาหน่วงการทำงานซ้ำเริ่มต้นจาก 250 ไมโครวินาทีเหลือ 1 ไมโครวินาที [1]
- ชิปมีคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ 120 ตัว คัปเปลอร์ 218 ตัว และองค์ประกอบรีเซ็ตอิสระ 120 ตัว รวมเป็นองค์ประกอบควอนตัมทางกายภาพ 458 ส่วน โดยตัวรีเซ็ตไม่ใช่คิวบิตสำหรับคำนวณเพิ่ม [12]
- การรีเซ็ตระหว่างวงจรมีประโยชน์ต่อวงจรไดนามิกและงานวิจัยแก้ไขความผิดพลาดควอนตัม แต่ Nighthawk r2 ยังไม่ใช่คอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบทนต่อความผิดพลาด; Starling ยังคงเป็นเป้าหมายตามโรดแมปปี 2029 ของ IBM [17][29]
AI พรอมต์
openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: How does IBM’s 120-qubit Nighthawk r2 processor, deployed as IBM Phoenix on the IBM Quantum Platform, achieve more than 100,000 circuit exec. Article summary: IBM achieves the gain primarily by removing reset—not gate execution—as the dominant delay between circuit shots. On `ibm_phoenix`, each of the 120 programmable qubits has an independent dissipative-reset element that ac. Topic tags: general, general web, user generated. 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 with fa
IBM Nighthawk r2 เพิ่มอัตราการประมวลผลวงจรควอนตัมด้วยการแก้คอขวดที่ดูไม่หวือหวาแต่สำคัญมาก นั่นคือ เวลารอรีเซ็ตคิวบิตหลังจบการรันแต่ละครั้ง แทนที่จะเพิ่มจำนวนคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ หรือทำให้ทุกเกตควอนตัมเร็วขึ้น IBM ติดตั้งระบบรีเซ็ตความเร็วสูงแบบแยกอิสระให้คิวบิตทุกตัว
ผลที่ IBM รายงานคือ ibm_phoenix ทำงานได้มากกว่า 100,000 วงจรต่อวินาที หรือมีอัตราการประมวลผลสูงสุด 25 เท่าของกลุ่มโปรเซสเซอร์ Heron 1
6
จุดเปลี่ยนคือรีเซ็ตคิวบิตแบบแยกต่อหนึ่งตัว
ก่อนเริ่มวงจรใหม่ คิวบิตต้องอยู่ในสถานะเริ่มต้นที่ทราบแน่ชัด ซึ่งมักเขียนเป็น (|0\rangle) หากคิวบิตยังมีพลังงานค้างจากรอบก่อน ระบบต้องรอให้มันคลายตัวกลับเอง หรือใช้วิธีรีเซ็ตอื่นเสียก่อน ช่วงเวลานี้อาจกลายเป็นสัดส่วนใหญ่ของเวลารวม โดยเฉพาะงานที่ต้องรันวงจรสั้น ๆ หรือเก็บผลซ้ำจำนวนมาก (shots)
Nighthawk r2 มีองค์ประกอบ dissipative reset แยกอิสระ 1 ชุดต่อคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ทั้ง 120 ตัว IBM อธิบายว่าเป็นการทำให้คิวบิตเย็นกลับสู่สถานะพื้นอย่างแข็งขัน ขณะที่รายงานเกี่ยวกับชิประบุว่า คัปเปลอร์ช่วงไดนามิกสูงสามารถดึงพลังงานออกจากคิวบิตตามต้องการได้ ทำให้ค่าเวลาคลายตัวเชิงประสิทธิผลลดจากราว 200 ไมโครวินาที เหลือประมาณ 25 นาโนวินาทีเมื่อเปิดใช้การรีเซ็ต 3
6
ในระดับระบบ IBM ลดค่าเริ่มต้นของเวลาหน่วงก่อนทำซ้ำ จาก 250 ไมโครวินาทีเหลือ 1 ไมโครวินาที จึงเริ่มรอบการรันถัดไปได้เร็วขึ้นมาก 1
ตัวเลขเร็วขึ้น 25 เท่าหมายถึงอะไร: เป็นการวัดอัตราการรันวงจร โดยสำคัญเป็นพิเศษในงานที่การรีเซ็ตและเวลาหน่วงระหว่างรันกินเวลาส่วนใหญ่ ไม่ได้หมายความว่าเกตควอนตัมทุกเกตทำงานเร็วขึ้น 25 เท่า
ภายในชิปมีอะไรบ้าง
Nighthawk r2 เป็นโปรเซสเซอร์คิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ 120 ตัว วางบนโครงข่ายแบบสี่เหลี่ยม โดยคิวบิตแต่ละตัวเชื่อมต่อกับเพื่อนบ้านได้สูงสุด 4 ตัว องค์ประกอบหลักประกอบด้วย
- คิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ 120 ตัว สำหรับดำเนินการควอนตัม
- คัปเปลอร์เฉพาะ 218 ตัว สำหรับสร้างการเชื่อมต่อและปฏิบัติการระหว่างคิวบิต
- องค์ประกอบรีเซ็ตอิสระ 120 ตัว จับคู่กับคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ตัวละหนึ่งชุด
รวมแล้วชิปมีองค์ประกอบควอนตัมทางกายภาพ 458 ส่วน อย่างไรก็ดี องค์ประกอบรีเซ็ตเป็นฮาร์ดแวร์สนับสนุน ไม่ใช่คิวบิตคำนวณที่เพิ่มจำนวนขึ้นมา 12
18
แนวทางนี้สะท้อนว่า การเพิ่มงานที่ใช้งานได้จริงจากเครื่องควอนตัมไม่ได้ขึ้นกับจำนวนคิวบิตเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นกับการเชื่อมต่อ ความเที่ยงตรงของการทำงาน การควบคุม การตั้งสถานะเริ่มต้น และความเร็วในการรันงานซ้ำให้จบ
รีเซ็ตเร็วอย่างเดียวไม่พอ ต้องเริ่มต้นได้สะอาดด้วย
การรีเซ็ตที่รวดเร็วจะมีประโยชน์น้อยลง หากปล่อยให้คิวบิตอยู่ในสถานะเริ่มต้นที่ไม่น่าเชื่อถือ หรือรบกวนคิวบิตข้างเคียง IBM ระบุว่าการรีเซ็ตแบบแอ็กทีฟของ Nighthawk r2 ลดความคลาดเคลื่อนในการตั้งสถานะเริ่มต้นได้ราว 25 เท่า ขณะยังรักษาความเที่ยงตรงของเกตในระดับเดียวกับ Heron และออกแบบมาเพื่อไม่ให้เกิดการรบกวนคิวบิตใกล้เคียงอย่างมีนัยสำคัญ 6
ประเด็นนี้สำคัญ เพราะการตั้งสถานะเริ่มต้นเป็นส่วนหนึ่งของงบความผิดพลาดทั้งหมดของการคำนวณ การทดลองที่รันได้เร็วขึ้นแต่เริ่มด้วยสถานะที่แย่ลง ไม่จำเป็นต้องให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า ข้ออ้างของ IBM คือ Nighthawk r2 ลดเวลาหมุนรอบระหว่างการรัน โดยไม่ลดทอนมาตรฐานคุณภาพของเกตจาก Heron 1
6
ทำไมจำนวนวงจรต่อวินาทีจึงสำคัญกว่าจำนวนคิวบิตในบางงาน
อัตราการรันวงจรส่งผลมากกับงานที่ต้องทำซ้ำเพื่อรวบรวมสถิติ เช่น การสุ่มตัวอย่าง การประมาณค่า observable การปรับเทียบระบบ และวิธีคำนวณแบบแปรผัน ในงานลักษณะนี้ เวลารอรีเซ็ตนาน ๆ อาจทำให้โปรเซสเซอร์ว่างอยู่เป็นส่วนสำคัญของการทดลอง
IBM รายงานว่า Nighthawk r2 แสดงการประมาณค่า observable ได้อย่างแม่นยำบนวงจรที่มีเกตกว่า 7,500 เกต 6 ตัวเลขดังกล่าวเป็นการสะท้อนความสามารถด้านความลึกหรือความซับซ้อนของวงจร ขณะที่ตัวเลขมากกว่า 100,000 วงจรต่อวินาทีเป็นตัวชี้วัดอัตราการประมวลผล ทั้งสองอย่างจึงบอกคนละมิติของสมรรถนะ
กล่าวอีกแบบ ตัวเลขวงจรต่อวินาทีที่สูงไม่ได้ยืนยันว่าเครื่องสามารถรันอัลกอริทึมยาวหรือซับซ้อนทุกชนิดได้อย่างเชื่อถือได้ เช่นเดียวกับการสาธิตวงจรลึกก็ไม่ได้บอกว่าเครื่องผลิตผลลัพธ์ซ้ำ ๆ ได้เร็วเพียงใด Nighthawk r2 มุ่งปรับปรุงทั้งสองด้าน โดยยังคงจำนวนคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ไว้ที่ 120 ตัว 6
17
รีเซ็ตกลางวงจรและการวิจัยแก้ไขความผิดพลาด
ความสามารถรีเซ็ตนี้ใช้ได้กับเวิร์กโฟลว์แบบไดนามิกระหว่างที่วงจรยังทำงานอยู่ ในหลักการ คิวบิตสามารถถูกวัด รีเซ็ต แล้วนำกลับมาใช้ในส่วนถัดไปของการคำนวณเดียวกันได้ แทนที่จะใช้งานต่อไม่ได้หลังการวัด
ความสามารถเช่นนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการทดลองด้านการแก้ไขความผิดพลาดควอนตัม ซึ่งคิวบิตช่วย (ancilla qubits) อาจต้องถูกวัดและรีเฟรชซ้ำ ๆ เพื่อทำการตรวจสอบคิวบิตข้อมูล การรีเซ็ตแบบรวดเร็วและเป็นอิสระช่วยลดภาระของรอบเหล่านี้ และทำให้ฮาร์ดแวร์เหมาะขึ้นสำหรับสำรวจโปรโตคอลดังกล่าว IBM วางตำแหน่ง Nighthawk เป็นแพลตฟอร์มสำหรับขยายงานก่อนเข้าสู่ยุคคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบทนต่อความผิดพลาดในระดับใหญ่ 6
18
ตำแหน่งของ Nighthawk r2 บนโรดแมป IBM
Nighthawk r2 เปิดให้ใช้งานบน IBM Quantum Platform ภายใต้ชื่อ ibm_phoenix สำหรับแผนบริการที่มีสิทธิ์ IBM นำเสนอชิปนี้ในฐานะก้าวสู่การทำงานที่มีประโยชน์มากขึ้นภายใต้ความจุ 120 คิวบิตเท่าเดิม โดยเน้นสมดุลระหว่างขนาด คุณภาพ และความเร็ว มากกว่าการแข่งขันด้วยตัวเลขจำนวนคิวบิตเพียงอย่างเดียว 1
17
อย่างไรก็ดี Nighthawk r2 ยังไม่ใช่ คอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบทนต่อความผิดพลาด IBM ตั้งเป้าระบบ Starling ไว้ในปี 2029 โดยอธิบายว่าเป็นระบบโมดูลาร์ที่มีการแก้ไขความผิดพลาด เพื่อรัน 100 ล้านเกตควอนตัมบน 200 คิวบิตเชิงตรรกะ นี่เป็นเป้าหมายตามโรดแมป ไม่ใช่ความสามารถที่ Nighthawk r2 ส่งมอบได้ในปัจจุบัน 17
29
สรุป
ความเร็วที่เป็นจุดขายของ Nighthawk r2 มาจากการตัดเวลาสูญเปล่าระหว่างการรันวงจรออกไปเป็นส่วนใหญ่ ด้วยฮาร์ดแวร์รีเซ็ตแบบ dissipative แยกต่อคิวบิต IBM ระบุว่าสามารถรีเซ็ตคิวบิตได้เร็วและสมบูรณ์ขึ้น ลดเวลาหน่วงเริ่มต้นเหลือ 1 ไมโครวินาที และทำอัตราการรันได้เกิน 100,000 วงจรต่อวินาที 1
6
สำหรับผู้ใช้งานจริง ความหมายจึงไม่ใช่ “เกตควอนตัมเร็วขึ้น 25 เท่า” แต่คือโอกาสเก็บผลจากการรันวงจรซ้ำได้เร็วกว่ามาก โดยยังรักษาความเที่ยงตรงของเกตในระดับใกล้เคียงเดิม ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อเวิร์กโหลดที่ใช้ shots มาก วงจรไดนามิก และงานวิจัยการแก้ไขความผิดพลาดควอนตัม 1
6
Studio Global AI
ทำการวิจัยต่อ
หน้านี้รวมคำตอบที่ได้รับการสนับสนุนจากแหล่งที่มาซึ่งคุณสามารถดำเนินการต่อภายใน Studio Global
คนยังถาม
คำตอบสั้น ๆ สำหรับ "IBM Nighthawk r2 เร็วขึ้น 25 เท่า เพราะรีเซ็ตคิวบิตได้ไวกว่าเดิม" คืออะไร
IBM ระบุว่า Nighthawk r2 หรือ ibm phoenix ทำงานได้มากกว่า 100,000 วงจรต่อวินาที สูงสุดราว 25 เท่าของตระกูล Heron เพราะลดเวลาหน่วงการทำงานซ้ำเริ่มต้นจาก 250 ไมโครวินาทีเหลือ 1 ไมโครวินาที [1]
ประเด็นสำคัญที่ต้องตรวจสอบก่อนคืออะไร?
IBM ระบุว่า Nighthawk r2 หรือ ibm phoenix ทำงานได้มากกว่า 100,000 วงจรต่อวินาที สูงสุดราว 25 เท่าของตระกูล Heron เพราะลดเวลาหน่วงการทำงานซ้ำเริ่มต้นจาก 250 ไมโครวินาทีเหลือ 1 ไมโครวินาที [1] ชิปมีคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ 120 ตัว คัปเปลอร์ 218 ตัว และองค์ประกอบรีเซ็ตอิสระ 120 ตัว รวมเป็นองค์ประกอบควอนตัมทางกายภาพ 458 ส่วน โดยตัวรีเซ็ตไม่ใช่คิวบิตสำหรับคำนวณเพิ่ม [12]
ฉันควรทำอย่างไรต่อไปในทางปฏิบัติ?
การรีเซ็ตระหว่างวงจรมีประโยชน์ต่อวงจรไดนามิกและงานวิจัยแก้ไขความผิดพลาดควอนตัม แต่ Nighthawk r2 ยังไม่ใช่คอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบทนต่อความผิดพลาด; Starling ยังคงเป็นเป้าหมายตามโรดแมปปี 2029 ของ IBM [17][29]