IBM mengumumkan selama Konferensi Pengembang Kuantum 2025 pada hari Rabu bahwa mereka mengharapkan untuk mencapai keuntungan kuantum pada tahun 2026, sambil menargetkan komputasi kuantum yang toleran kesalahan secara penuh pada tahun 2029.

Perusahaan mengkonfirmasi bahwa prosesor Nighthawk-nya, sebuah chip dengan peningkatan arsitektur besar, akan mulai menjangkau pengguna tahun ini.

Jay Gambetta, yang memimpin IBM Research sebagai Direktur dan juga memegang gelar IBM Fellow, mengatakan, “Kami percaya bahwa IBM adalah satu-satunya perusahaan yang diposisikan untuk dengan cepat menciptakan dan menskalakan perangkat lunak kuantum, perangkat keras, fabrikasi, dan koreksi kesalahan untuk membuka aplikasi transformatif.” Jay menambahkan bahwa perusahaan tersebut mengumumkan beberapa tonggak penting dalam peta jalannya hari ini.

Nighthawk, yang sekarang terungkap sebagai chip IBM yang paling canggih hingga saat ini, dibangun dengan 120 qubit dan menggunakan 218 couplers yang dapat disetel untuk menghubungkan setiap qubit ke empat tetangga terdekatnya. Itu adalah peningkatan 20% dalam jumlah coupler dibandingkan prosesor Heron, menurut siaran pers resmi yang dikeluarkan oleh IBM.

Peneliti IBM memegang chip IBM Quantum Nighthawk (Kredit: IBM)

Pengaturan baru ini memungkinkan peneliti untuk menjalankan sirkuit yang lebih kompleks 30% lebih banyak sambil menjaga tingkat kesalahan tetap rendah, persyaratan penting untuk melakukan hingga 5.000 gerbang dua-qubit dalam satu pekerjaan.

IBM menargetkan 15.000 gerbang dua-qubit pada tahun 2028

Pengiriman Nighthawk akan dimulai sebelum akhir 2025. Namun chip ini baru permulaan. IBM berencana untuk mendorong kinerja lebih jauh. Pada akhir 2026, diharapkan dapat meningkatkan kapasitas menjadi 7.500 gerbang, melonjak menjadi 10.000 pada 2027, dan 15.000 pada 2028.

Versi masa depan ini akan mengintegrasikan lebih dari 1.000 qubit terhubung menggunakan couplers jarak jauh, sistem yang diuji tahun lalu pada prosesor eksperimental internal.

Saat membangun saluran ini, IBM mendorong validasi yang didorong oleh komunitas. Ini meluncurkan pelacak keuntungan kuantum, yang dikembangkan dengan bantuan dari Algorithmiq, Flatiron Institute, dan BlueQubit, untuk mengukur dan memverifikasi kemajuan secara real-time.

Pelacak sudah mencakup tiga eksperimen yang menguji keuntungan kuantum dalam estimasi yang dapat diamati, algoritma variational, dan masalah yang dapat diverifikasi secara klasik.

Peneliti IBM memegang wafer IBM Quantum Nighthawk 300mm (Kredit: IBM)

Sabrina Maniscalco, CEO dan salah satu pendiri Algorithmiq, mengatakan, “Model yang kami desain mengeksplorasi rezim yang sangat kompleks sehingga menantang semua metode klasik mutakhir yang telah diuji sejauh ini.”

Dia mengatakan hasil awal terlihat menjanjikan, dengan Flatiron Institute mengkonfirmasi bahwa hasilnya sulit untuk disimulasikan pada sistem klasik.

Hayk Tepanyan, salah satu pendiri dan CTO BlueQubit, menambahkan bahwa timnya fokus pada pelacakan beban kerja kuantum di mana mesin klasik sudah mulai tertinggal.

“Melalui pekerjaan kami di sekitar sirkuit puncak, kami sangat senang dapat membantu memformalkan contoh di mana komputer kuantum mulai mengungguli komputer klasik dengan urutan besaran,” katanya.

Qiskit meningkatkan kontrol kesalahan dengan C-API dan sirkuit dinamis

Untuk mendukung dorongan ini, IBM meningkatkan perangkat lunaknya. Tumpukan Qiskit kini mendukung kemampuan sirkuit dinamis yang meningkatkan akurasi keluaran sebesar 24% pada pekerjaan yang melibatkan lebih dari 100 qubit.

Ini juga kini mendukung model eksekusi baru menggunakan C-API, memungkinkan pengembang untuk berintegrasi dengan lingkungan HPC dan menggunakannya untuk mengurangi biaya koreksi kesalahan lebih dari 100 kali.

IBM juga merilis antarmuka C++ untuk Qiskit sehingga pengguna dapat menjalankan beban kerja kuantum di dalam sistem komputasi berkinerja tinggi yang ada.

Perusahaan mengatakan bahwa pada tahun 2027, tumpukan Qiskit akan menambahkan pustaka komputasi yang fokus pada pembelajaran mesin dan optimisasi. Alat ini akan membantu mengatasi masalah fisika dan kimia seperti persamaan diferensial dan simulasi Hamiltonian.

Perusahaan juga mengungkapkan bahwa ia secara aktif membangun menuju komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan di jalur paralel. Prosesor Loon barunya, yang juga diumumkan selama acara, mencakup semua komponen yang diperlukan untuk menunjukkan koreksi kesalahan kuantum yang efisien dan dapat diskalakan.

Chip IBM Quantum Loon (Kredit: IBM)

Ini mencakup pengaturan multi-lapis yang menghubungkan qubit melintasi jarak yang lebih panjang dengan “c-couplers,” dan memungkinkan pengaturan ulang qubit antara operasi pada chip yang sama.

Untuk melengkapi itu, IBM mengkonfirmasi bahwa sekarang dapat mendekode kesalahan kuantum dalam waktu kurang dari 480 nanodetik menggunakan kode qLDPC, berjalan sepenuhnya pada perangkat keras klasik. Pencapaian rekayasa itu datang satu tahun lebih awal dari jadwal.

Bersama dengan Loon, ini meletakkan dasar untuk skala qLDPC di seluruh sistem qubit superkonduktor cepat dan berkualitas tinggi, qubit yang sama yang digunakan di semua perangkat keras IBM.

Produksi wafer prosesor kuantum IBM kini telah berpindah ke fasilitas fabrikasi 300mm di Albany NanoTech Complex di New York. Peralihan ini memungkinkan iterasi chip yang lebih cepat dan lebih banyak kompleksitas.

IBM mengatakan telah memotong waktu pengembangan menjadi setengah dan meningkatkan kompleksitas chip kuantumnya sepuluh kali lipat menggunakan peralatan baru.

Ini juga sekarang dapat menjelajahi beberapa desain prosesor secara bersamaan, membantu mendorong baik platform Nighthawk maupun Loon maju sekaligus, menurut siaran pers.

Jika Anda membaca ini, Anda sudah unggul. Tetaplah di sana dengan buletin kami.