आईबीएम की नवीनतम 156-क्यूबिट क्वांटम चिप अपने पूर्ववर्ती की तुलना में 50 गुना तेजी से चल सकती है – जो इसे वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए सुसज्जित करती है
आईबीएम का नवीनतम क्वांटम कंप्यूटर अब काफी शक्तिशाली है उपयोगी वैज्ञानिक अनुसंधानवैज्ञानिकों का कहना है कि कंपनी ने अपने क्वांटम सिस्टम में महत्वपूर्ण हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर सुधार किए हैं।
नई प्रणाली दो भागों से बनी है: एक नया 156-क्विबिट क्वांटम प्रसंस्करण इकाई (QPU) को R2 IBM हेरॉन (चिप की दूसरी पीढ़ी) कहा जाता है पिछले साल लॉन्च किया गया); और Qiskit – अनुकूलन के लिए डिज़ाइन किए गए सॉफ़्टवेयर टूल और एल्गोरिदम का एक संग्रह क्वांटम कम्प्यूटिंग प्रदर्शन।
परिणाम एक नई प्रणाली है जो पिछले प्रयासों की तुलना में 50 गुना तेजी से कार्य कर सकती है बेंचमार्किंग डेटा. संदर्भ के लिए, आईबीएम के 2023 क्वांटम उपयोगिता प्रयोग में, जर्नल में प्रकाशित प्रकृतिउस समय के इसके सबसे शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर को बेंचमार्क में वर्कलोड चलाने में 122 घंटे लगे। R2 हेरॉन QPU से सुसज्जित नई प्रणाली में केवल 2.4 घंटे लगे।
आईबीएम के प्रतिनिधियों ने कहा कि दुनिया भर में स्थित आईबीएम के डेटा केंद्रों पर आधारित नए क्वांटम कंप्यूटर सामग्री, रसायन विज्ञान, जीवन विज्ञान, उच्च-ऊर्जा भौतिकी और अधिक डोमेन में वैज्ञानिक समस्याओं से निपट सकते हैं। कथन.
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“आईबीएम क्वांटम हार्डवेयर और किस्किट में प्रगति हमारे उपयोगकर्ताओं को नए एल्गोरिदम बनाने में सक्षम बना रही है जिसमें उन्नत क्वांटम और शास्त्रीय सुपरकंप्यूटिंग संसाधनों को उनकी संबंधित शक्तियों को संयोजित करने के लिए एक साथ बुना जा सकता है।” जय गैम्बेटाआईबीएम क्वांटम के उपाध्यक्ष ने एक बयान में कहा।
अगली पीढ़ी की क्वांटम प्रोसेसिंग
R2 हेरॉन QPU 156 से सुसज्जित है qubits एक भारी-षट्कोणीय जाली में व्यवस्थित – a टोपोलॉजिकल संरचना जिसे आईबीएम अपने सभी क्वांटम प्रोसेसर के लिए उपयोग करता है। यह सिस्टम को 5,000 टू-क्यूबिट गेट्स तक के क्वांटम सर्किट को विश्वसनीय रूप से निष्पादित करने में सक्षम बनाता है – जो कि 2023 उपयोगिता प्रयोग में 2,880 टू-क्यूबिट गेट्स से लगभग दोगुना है, जो 127-क्यूबिट ईगल क्यूपीयू द्वारा संचालित है।
क्वांटम कंप्यूटर की घातीय शक्ति को अनलॉक करने के लिए दो-क्यूबिट गेट आवश्यक हैं – जिसमें जितने अधिक क्विबिट एक सिस्टम में फिट होते हैं, उतनी ही अधिक गणना समानांतर में चल सकती है। सिंगल क्वबिट गेट अलग-अलग क्वबिट को अपनी स्थिति को घुमाने या फ़्लिप करने की अनुमति देते हैं, जबकि क्वबिट के जोड़े में काम करने वाले दो-क्विट गेट उनके बीच उलझने को सक्षम करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करते हैं। जबकि सिंगल-क्विबिट गेट्स बुनियादी स्तर पर कार्य कर सकते हैं, दो-क्विबिट गेट्स का उपयोग क्वांटम कंप्यूटर को कहीं अधिक जटिल गणना करने में सक्षम कर सकता है।
नई आर2 हेरॉन चिप में “दो-स्तरीय सिस्टम शमन” की सुविधा भी है, जो आसपास की सामग्रियों के साथ बातचीत करने वाले क्वैबिट में गड़बड़ी के प्रभाव को कम करने में मदद करती है। सिस्टम को सॉफ़्टवेयर सुधार से लेकर त्रुटि सुधार तक भी लाभ होता है – अर्थात्, किस्किट के टेंसर त्रुटि नेटवर्क शमन एल्गोरिदम (टीईएम) का उपयोग।
सॉफ़्टवेयर में और भी सुधार किए गए, जिनमें रनटाइम इंजन की नवीनतम पीढ़ी का लॉन्च, डेटा मूवमेंट को अनुकूलित करना और इसकी शुरूआत शामिल है पैरामीट्रिक संकलनइसका मतलब है कि नई प्रणाली 150,000 सर्किट लेयर ऑपरेशंस प्रति सेकंड (सीएलओपीएस) पर चल सकती है। इसकी तुलना में, 2022 में आधार प्रदर्शन सिर्फ 950 CLOPS था और इस साल की शुरुआत में 37,000 CLOPS था जब पहली बार अनुकूलन डेटा मूवमेंट पेश किया गया था।
क्वांटम-केंद्रित सुपरकंप्यूटिंग
आईबीएम के प्रतिनिधियों का दावा है कि नवीनतम विकास “क्वांटम-केंद्रित” सुपर कंप्यूटर विकसित करने के उनके दृष्टिकोण को प्रभावित करते हैं – जो केवल क्वांटम कंप्यूटरों का उपयोग करने की तुलना में व्यवहार्य परिणाम प्राप्त करने के लिए क्वांटम और शास्त्रीय कंप्यूटरों को जोड़ते हैं। .
ऐसा इसलिए है क्योंकि हाइब्रिड सिस्टम समानांतर में कार्यभार को संबोधित कर सकते हैं, सिस्टम के आधे हिस्से को कार्य के कुछ हिस्सों को सौंपकर जटिल एल्गोरिदम को तोड़ सकते हैं जिसके लिए वे सबसे उपयुक्त हैं। एक बार जब ये टुकड़े हल हो जाते हैं, तो सॉफ़्टवेयर परत समस्याओं को सहजता से वापस जोड़ देती है।
क्रियाशील क्वांटम-केंद्रित सुपरकंप्यूटिंग का एक उदाहरण जापान के एक वैज्ञानिक अनुसंधान केंद्र RIKEN में है। में प्रकाशित एक पेपर में उल्लिखित “क्वांटम-चयनित कॉन्फ़िगरेशन इंटरैक्शन” नामक विधि का उपयोग करना arXiv 2023 में प्रीप्रिंट डेटाबेस को मॉडल करने के लिए वैज्ञानिक क्वांटम हार्डवेयर का उपयोग कर रहे हैं आयरन सल्फाइड की इलेक्ट्रॉनिक संरचना.
RIKEN के वैज्ञानिकों ने फुगाकु को एकीकृत करके एक क्वांटम-उच्च-प्रदर्शन-कंप्यूटिंग हाइब्रिड प्लेटफ़ॉर्म बनाने की परियोजना भी शुरू की है, जो इनमें से एक है। दुनिया के सबसे तेज़ सुपर कंप्यूटरहेरोन क्यूपीयू द्वारा संचालित ऑन-प्रिमाइसेस आईबीएम सिस्टम टू क्वांटम कंप्यूटर के साथ।
