120 คิวบิตตั้งโปรแกรมได้ ไอบีเอ็มเปิดระบบควอนตัมในชิคาโก

ไอบีเอ็ม($IBM) เริ่มเดินระบบไอบีเอ็ม ควอนตัม ซิสเต็ม ทู (IBM Quantum System Two) ซึ่งมีคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ 120 ตัว เมื่อวันที่ 6 (เวลาท้องถิ่น) ในย่านไฮด์พาร์ก เมืองชิคาโก สหรัฐฯ โดยติดตั้งโปรเซสเซอร์ไนต์ฮอว์ก r2 (Nighthawk r2)

แพลตฟอร์มควอนตัมของไอบีเอ็มแสดงอุปกรณ์ชื่อ ‘ibm_chicago’ เป็นระบบออนไลน์ พร้อมระบุว่าใช้โปรเซสเซอร์ไนต์ฮอว์ก r2 และมีคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ 120 ตัว กับองค์ประกอบควอนตัมทางกายภาพ 458 รายการ

อุปกรณ์ติดตั้งชั่วคราวในย่านไฮด์พาร์ก ซึ่งเป็นที่ตั้งของมหาวิทยาลัยชิคาโก (University of Chicago) ไอบีเอ็มระบุในประกาศเมื่อวันที่ 6 พ.ย.ว่า จะย้ายเครื่องจากไฮด์พาร์ก แล็บส์ (Hyde Park Labs) ไปยังวิทยาเขตอิลลินอยส์ ควอนตัม แอนด์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ พาร์ก (Illinois Quantum and Microelectronics Park: IQMP) ในภายหลัง

คิวบิตเป็นหน่วยพื้นฐานที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ประมวลผลข้อมูล ตัวเลข 120 หมายถึงจำนวนคิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้ ส่วน 458 คือจำนวนองค์ประกอบควอนตัมทางกายภาพทั้งหมด ซึ่งรวมคิวบิตไว้ด้วย

ในการอธิบายเทคโนโลยีไนต์ฮอว์ก r2 เมื่อวันที่ 31 ส.ค. ไอบีเอ็มระบุว่าองค์ประกอบทั้ง 458 รายการประกอบด้วยคิวบิต 120 ตัว ตัวเชื่อมต่อ 218 ตัว และองค์ประกอบรีเซ็ตคิวบิต 120 ตัว ตัวเชื่อมต่อและองค์ประกอบรีเซ็ตเป็นชิ้นส่วนแยกจากคิวบิตที่ใช้คำนวณ

Crypto Briefing รายงานว่าโครงสร้างตารางสี่เหลี่ยมของไนต์ฮอว์กเพิ่มการเชื่อมต่อระหว่างคิวบิตเมื่อเทียบกับการออกแบบก่อนหน้าของไอบีเอ็ม และเพิ่มความซับซ้อนของวงจรราว 30% เมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์ระดับเฮรอน

ไอบีเอ็มระบุว่าไนต์ฮอว์ก r2 ประมวลผลวงจรควอนตัมได้มากกว่า 100,000 วงจรต่อวินาที โดยมีปริมาณการประมวลผลวงจรสูงสุด 25 เท่าของโปรเซสเซอร์เฮรอน (Heron) รุ่นก่อนหน้า ไอบีเอ็มระบุว่าเฮรอนประมวลผลได้ประมาณ 4,000 วงจรต่อวินาที

โปรเซสเซอร์นี้ยังมีโครงสร้างรีเซ็ตเพื่อเริ่มต้นคิวบิตอย่างรวดเร็วระหว่างการทำงานของวงจร ไอบีเอ็มอธิบายว่าวิธีดังกล่าวลดข้อผิดพลาดในการเริ่มต้นระบบโดยรวมได้ราว 25 เท่า และลดเวลารอระหว่างการทำงานของวงจรเหลือ 1 ไมโครวินาทีได้

ไอบีเอ็มยังเผยผลการประมาณค่าที่สังเกตได้อย่างแม่นยำจากวงจรซึ่งมีเกตมากกว่า 7,500 เกต ข้อมูลนี้อยู่ในคำอธิบายประสิทธิภาพโปรเซสเซอร์ที่ไอบีเอ็มเผยแพร่ก่อนหน้า และไม่ได้ระบุว่าเป็นผลวัดแยกต่างหาก ณ สถานที่ติดตั้งในชิคาโก

ไอบีเอ็มและรัฐบาลรัฐอิลลินอยส์ประกาศความร่วมมือเมื่อเดือน ธ.ค. 2024 เพื่อจัดตั้งศูนย์อัลกอริทึมควอนตัมแห่งชาติ (National Quantum Algorithm Center) ที่ IQMP ในชิคาโก โดยมีแนวคิดใช้ไอบีเอ็ม ควอนตัม ซิสเต็ม ทู เป็นฐานการวิจัยของศูนย์

ในเวลานั้น ไอบีเอ็มระบุว่ามีแผนติดตั้งระบบซิสเต็ม ทูที่ IQMP พร้อมโปรเซสเซอร์เฮรอน แต่แพลตฟอร์มของไอบีเอ็มแสดงโปรเซสเซอร์ของเครื่องในชิคาโกที่ติดตั้งครั้งนี้เป็นไนต์ฮอว์ก r2

เมื่อวันที่ 30 ก.ค. ไอบีเอ็มและนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยชิคาโกประกาศผลการทดลองแยกต่างหาก ซึ่งใช้คิวบิตเชิงตรรกะ 70 ตัวทำการคำนวณที่แก้ได้ยากด้วยคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม นักวิจัยอธิบายว่าเป็นการสาธิตความได้เปรียบของควอนตัมที่สามารถตรวจสอบผลลัพธ์ได้ โดยการทดลองนี้เป็นงานวิจัยคนละส่วนกับการติดตั้งเครื่องในชิคาโกครั้งนี้

แผนด้านฮาร์ดแวร์ควอนตัมของไอบีเอ็มยังรวมถึงการขยายฐานการผลิตด้วย แอนเดอรอน (Anderon) ซึ่งเป็นฟาวน์ดรีในเครือไอบีเอ็มปิดข้อตกลงสนับสนุนจากโครงการ CHIPS มูลค่า 1 พันล้านดอลลาร์ (ประมาณ 1.348 ล้านล้านวอน) สำหรับการผลิตเวเฟอร์ควอนตัมก่อนหน้านี้

รัฐบาลรัฐอิลลินอยส์ประกาศเมื่อวันที่ 29 เม.ย. ว่าไอบีเอ็มจะจัดตั้งศูนย์ส่งมอบฟิวเจอร์นาว ชิคาโก (FutureNow Chicago) ที่ IQMP และรับพนักงานประจำด้านเทคโนโลยี 750 คนในช่วง 5 ปีข้างหน้า โดยศูนย์นี้จะสนับสนุนโจทย์ด้านเทคโนโลยีของลูกค้าไอบีเอ็มและพันธมิตรในอุตสาหกรรม

ฟิวเจอร์นาว ชิคาโกมีแผนเป็นหนึ่งในผู้เช่าหลักของอาคารควอนตัม เวิร์กส์ (Quantum Works) ภายใน IQMP อาคารดังกล่าวมีกำหนดรองรับศูนย์อัลกอริทึมควอนตัมแห่งชาติ หน่วยงานวิจัยของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ และโครงการพัฒนาบุคลากรด้วย