IBM đã thông báo trong Hội nghị Phát triển Lượng tử 2025 vào thứ Tư rằng họ kỳ vọng sẽ đạt được lợi thế lượng tử vào năm 2026, trong khi nhắm tới việc phát triển máy tính lượng tử chịu lỗi quy mô lớn vào năm 2029.

Công ty xác nhận rằng bộ xử lý Nighthawk của mình, một con chip với những nâng cấp kiến trúc lớn, sẽ bắt đầu đến tay người dùng trong năm nay.

Jay Gambetta, người dẫn dắt IBM Research với tư cách là Giám đốc và cũng giữ chức vụ IBM Fellow, đã nói: “Chúng tôi tin rằng IBM là công ty duy nhất có vị trí để nhanh chóng phát minh và mở rộng phần mềm, phần cứng, chế tạo và sửa lỗi lượng tử nhằm mở khóa các ứng dụng chuyển đổi.” Jay bổ sung rằng công ty đang công bố một số cột mốc quan trọng trong lộ trình của mình hôm nay.

Nighthawk, giờ đây được công bố là chip tiên tiến nhất của IBM, được xây dựng với 120 qubit và sử dụng 218 couplers có thể điều chỉnh để liên kết mỗi qubit với bốn hàng xóm gần nhất của nó. Đó là sự tăng 20% về số lượng couplers so với bộ xử lý Heron, theo một thông cáo báo chí chính thức được phát hành bởi IBM.

Nhà nghiên cứu IBM cầm chip IBM Quantum Nighthawk (Tín dụng: IBM)

Cài đặt mới cho phép các nhà nghiên cứu chạy các mạch phức tạp hơn 30% trong khi giữ tỷ lệ lỗi thấp, một yêu cầu quan trọng để thực hiện tới 5.000 cổng hai qubit trong một công việc duy nhất.

IBM đặt mục tiêu 15.000 cổng hai qubit vào năm 2028

Việc giao hàng Nighthawk sẽ bắt đầu trước cuối năm 2025. Nhưng chip này chỉ là sự khởi đầu. IBM dự định sẽ đẩy hiệu suất xa hơn nữa. Vào cuối năm 2026, họ hy vọng sẽ nâng cao công suất lên 7.500 cổng, tăng lên 10.000 vào năm 2027, và 15.000 vào năm 2028.

Những phiên bản tương lai sẽ tích hợp hơn 1.000 qubit kết nối bằng các couplers tầm xa, một hệ thống đã được thử nghiệm năm ngoái trên các bộ xử lý thí nghiệm nội bộ.

Khi xây dựng đường ống này, IBM đang thúc đẩy xác thực do cộng đồng điều khiển. Họ đã ra mắt một bộ theo dõi lợi thế lượng tử, được phát triển với sự giúp đỡ từ Algorithmiq, Viện Flatiron và BlueQubit, để đo lường và xác minh tiến trình theo thời gian thực.

Bộ theo dõi đã bao gồm ba thí nghiệm thử nghiệm lợi thế lượng tử trong ước lượng quan sát, thuật toán biến thiên, và các vấn đề có thể xác minh cổ điển.

Nhà nghiên cứu IBM cầm tấm wafer IBM Quantum Nighthawk 300mm (Tín dụng: IBM)

Sabrina Maniscalco, CEO và đồng sáng lập của Algorithmiq, cho biết, “Mô hình mà chúng tôi thiết kế khám phá các chế độ phức tạp đến mức thách thức tất cả các phương pháp cổ điển hiện đại nhất đã được thử nghiệm cho đến nay.”

Cô ấy nói rằng các kết quả ban đầu trông rất hứa hẹn, với Viện Flatiron xác nhận rằng các kết quả khó có thể mô phỏng trên các hệ thống cổ điển.

Hayk Tepanyan, đồng sáng lập và CTO của BlueQubit, cho biết nhóm của ông tập trung vào việc theo dõi khối lượng công việc lượng tử nơi mà các máy tính cổ điển đã bắt đầu tụt lại.

“Thông qua công việc của chúng tôi xung quanh các mạch đỉnh, chúng tôi rất vui mừng được giúp chính thức hóa các trường hợp mà máy tính lượng tử bắt đầu vượt trội hơn máy tính cổ điển về độ lớn,” ông nói.

Qiskit thúc đẩy kiểm soát lỗi với C-API và các mạch động

Để hỗ trợ cho sự thúc đẩy này, IBM đang mở rộng phần mềm của mình. Ngăn xếp Qiskit hiện hỗ trợ các khả năng mạch động tăng độ chính xác đầu ra lên 24% cho các công việc liên quan đến hơn 100 qubit.

Nó cũng giờ đây hỗ trợ một mô hình thực thi mới sử dụng C-API, cho phép các nhà phát triển tích hợp với các môi trường HPC và sử dụng chúng để giảm chi phí sửa lỗi xuống hơn 100 lần.

IBM cũng đang phát hành một giao diện C++ cho Qiskit để người dùng có thể chạy khối lượng công việc lượng tử trong các hệ thống tính toán hiệu suất cao hiện có.

Công ty cho biết rằng vào năm 2027, ngăn xếp Qiskit sẽ thêm các thư viện tính toán tập trung vào học máy và tối ưu hóa. Những công cụ này sẽ giúp giải quyết các vấn đề vật lý và hóa học như phương trình vi phân và mô phỏng Hamilton.

Công ty cũng tiết lộ rằng họ đang tích cực xây dựng hướng tới tính toán lượng tử chịu lỗi trên một lộ trình song song. Bộ xử lý Loon mới của họ, cũng được công bố trong sự kiện, bao gồm tất cả các thành phần cần thiết để chứng minh việc sửa lỗi lượng tử hiệu quả, có thể mở rộng.

Chip IBM Quantum Loon (Tín dụng: IBM)

Nó bao gồm định tuyến đa lớp liên kết các qubit qua các khoảng cách dài hơn với “c-couplers”, và cho phép đặt lại qubit giữa các thao tác trên cùng một chip.

Để bổ sung cho điều đó, IBM xác nhận rằng họ hiện có thể giải mã lỗi lượng tử trong dưới 480 nan giây bằng cách sử dụng mã qLDPC, hoàn toàn chạy trên phần cứng cổ điển. Thành tựu kỹ thuật này đã đến sớm hơn một năm so với lịch trình.

Cùng với Loon, nó đặt nền tảng cho việc mở rộng qLDPC trên các hệ thống qubit siêu dẫn nhanh, độ chính xác cao, những qubit giống như được sử dụng trong tất cả phần cứng của IBM.

Sản xuất các tấm xử lý lượng tử của IBM hiện đã chuyển sang cơ sở chế tạo 300mm tại Albany NanoTech Complex ở New York. Sự chuyển đổi này cho phép tăng tốc độ lặp lại chip và tăng độ phức tạp.

IBM cho biết họ đã cắt giảm thời gian phát triển xuống một nửa và tăng độ phức tạp của các chip lượng tử lên gấp mười lần bằng cách sử dụng thiết bị mới.

Nó cũng giờ đây có thể khám phá nhiều thiết kế bộ xử lý đồng thời, giúp đẩy cả nền tảng Nighthawk và Loon tiến lên cùng một lúc, theo thông cáo báo chí.

Nếu bạn đang đọc điều này, bạn đã đi trước. Hãy giữ vị trí đó với bản tin của chúng tôi.