Kvantni proboj koji eliminira duge pauze između izračuna

Razvoj kvantnog računarstva obećava rješavanje izuzetno složenih matematičkih i znanstvenih izazova u samo nekoliko sekundi, dok bi današnjim najmoćnijim superračunalima trebale godine za obavljanje istih zadataka. Ova tehnologija otvara vrata bržim istraživanjima u područjima klimatskih promjena, razvoja novih lijekova i sintetičkih materijala te naprednih rješenja za čistu energiju. IBM planira do 2033. godine u sklopu svoje IBM Quantum Platforme izgraditi sustave s više od 2000 kubita i milijardu krugova u ovom području. Važan međucilj je uklanjanje pogrešaka na sustavima s 200 kubita i 100 milijuna "vrata", gdje IBM Nighthawk r2 procesor sa svojih "7500 vrata" postavlja potpuno novu prekretnicu.

U dosadašnjem radu kvantnih sustava, glavno uočljivo kašnjenje bilo je uvjetno resetiranje, u kojem su kubiti morali mirovati u osnovnom stanju prije novog kruga računalnih operacija. Ova pauza obično je trajala nekoliko stotina mikrosekundi i stvarala je značajno usko grlo. IBM je riješio ovaj problem u procesoru IBM Nighthawk r2 ugradnjom uređaja za disipativno resetiranje, koji koristi sprežnik visokog dinamičkog raspona za trenutno vraćanje programabilnog kubita u osnovno stanje kada je to potrebno. To je smanjilo vrijeme očuvanja energije kubita s 200 mikrosekundi na oko 25 nanosekundi.

Budući da svaki kubit ima vlastitu vezu s veznikom, resetiranje se događa potpuno neovisno, bez utjecaja na susjedne elemente. Ukupno vrijeme mirovanja između svakog ciklusa smanjeno je na samo jednu mikrosekundu, što omogućuje brzine do 100 000 ciklusa u sekundi. To je 25 puta brže od prethodnog IBM Heron modela.

Brže resetiranje također smanjuje početne pogreške za faktor 25, a IBM Nighthawk r2 procesor koristi mrežnu strukturu u kojoj je većina kubita povezana sa svoja četiri najbliža susjeda. Prava stabilnost i pouzdanost ovih iznimnih brzina vidjet će se tek u dugoročnijim testovima koje provode vanjski istraživači na IBM Quantum platformi.