رونمایی IBM از پردازندههای کوانتومی جدید، نرمافزار و الگوریتمهای خود
عنوان خبر: رونمایی IBM از پردازندههای کوانتومی جدید، نرمافزار و الگوریتمهای خود
ژانر/موضوع: محاسبات کوانتومی
تاریخ انتشار خبر: 12 نوامبر 2025
لینک خبر: newsroom.ibm.com
چکیده:
شرکت IBM در کنفرانس توسعهدهندگان کوانتومی ۲۰۲۵ ، پیشرفتهای مهمی را در مسیر دستیابی به برتری کوانتومی تا سال ۲۰۲۶ و رایانش کوانتومی مقاوم در برابر خطا تا سال ۲۰۲۹ اعلام کرد. مهمترین دستاورد معرفی پردازنده Quantum Nighthawk است؛ تراشهای با ۱۲۰ کیوبیت که شامل ۲۱۸ کوپلر قابل تنظیم نسل جدید در یک آرایش شبکهای مربعی است که بیش از ۲۰٪ بیشتر از پردازندهی قبلی یعنی Heronمیباشد. این افزایش در اتصالپذیری امکان اجرای مدارهایی با ۳۰٪ پیچیدگی بیشتر و پشتیبانی از ۵۰۰۰ گیت دوکیوبیتی را فراهم میکند.انتظار میرود نسخههای آینده تا سال ۲۰۲۸ به ۱۵۰۰۰ گیت و بیش از ۱۰۰۰ کیوبیت برسند. سری Nighthawk برای نمایش «مزیت کوانتومی عملی» طراحی شده و قرار است تا پایان سال ۲۰۲۵ در اختیار کاربران IBM قرار گیرد.بهطور موازی، IBM از پردازندهی آزمایشی Quantum Loon رونمایی کرد که نخستین نمونهای است که تمام اجزای کلیدی لازم برای محاسبات کوانتومی مقاوم در برابر خطا را نشان میدهد. پردازنده Loon شامل مسیرهای چندلایه برای اتصال دوربرد بین کیوبیتها و قابلیت ریسِت کیوبیتها روی تراشه است که برای محاسبات پیوسته حیاتی است.
شرکت IBM همچنین با همکاری نهادهای دانشگاهی و صنعتی، پلتفرم رهگیری مزیت کوانتومی (Quantum Advantage Tracker) را برای ارزیابی مستقل نتایج تجربی معرفی کرد.در حوزه نرمافزار، پلتفرم Qiskit با افزودن مدارهای دینامیکی برای افزایش دقت در کنار رابطهای جدید ++C و C API برای ادغام بهتر با محاسبات کلاسیک پیشرفته، بهبودی چشمگیر یافت و بیش از ۱۰۰ برابر افزایش بازده محاسباتی به دست آورد.همچنین IBM موفق شد رمزگشایی خطای کوانتومی آنی را با استفاده از کدهای qLDPC در کمتر از ۴۸۰ نانوثانیه انجام دهد که گامی مهم در جهت تصحیح خطای مقیاسپذیر است.افزون بر این، IBM در حال گذار به فناوری تولید ویفرهای ۳۰۰ میلیمتری در مجتمع Albany NanoTech است که انتظار میرود سرعت تحقیق و توسعه را دو برابر کرده و ده برابر افزایش در پیچیدگی تراشههای کوانتومی آینده فراهم کند.
شرح کامل خبر:
در کنفرانس توسعهدهندگان کوانتومی ۲۰۲۵، شرکت IBM پیشرفتهای مهمی را در مسیر دستیابی به «مزیت کوانتومی» تا سال ۲۰۲۶ و «محاسبات کوانتومی مقاوم در برابر خطا» تا سال ۲۰۲۹ اعلام کرد. این شرکت مجموعهای از پردازندهها، الگوریتمها و فناوریهای ساخت تراشه را معرفی کرد که هدفشان شتابدادن به بلوغ و مقیاسپذیری فناوری کوانتومی است. IBM این رویداد را جامعترین بهروزرسانی در نقشهراه کوانتومی خود از زمان آغاز برنامهاش توصیف کرد؛ برنامهای که با ترکیب پیشرفت در سختافزار، نرمافزار و اصلاح خطاها، بهدنبال گذار از سیستمهای آزمایشی به محاسبات کوانتومی عملی و در مقیاس بزرگ است.
در مرکز این اعلامیه، پردازندهی IBM Quantum Nighthawk قرار دارد که پیشرفتهترین تراشهی کوانتومی ابررسانا از نوع خود به شمار میرود و دارای ۱۲۰ کیوبیت است. این تراشه از ۲۱۸ کوپلر قابل تنظیم نسل جدید بهره میبرد که هر کیوبیت را با چهار همسایهی نزدیکش در یک شبکه مربعی پیوند میدهد؛ عددی که بیش از ۲۰ درصد از نسل پیشین، یعنی پردازندهی IBM Quantum Heron، بیشتر است. این افزایش در اتصالپذیری موجب میشود کاربران بتوانند مدارهایی با ۳۰ درصد پیچیدگی بیشتر و در عین حال با نرخ خطای پایین اجرا کنند. پردازندهی Nighthawk میتواند تا ۵۰۰۰ گیت دوکیوبیتی را اجرا کند و IBM قصد دارد این ظرفیت را در سالهای آینده به ۷۵۰۰ گیت در ۲۰۲۶، ۱۰۰۰۰ گیت در ۲۰۲۷ و ۱۵۰۰۰ گیت در ۲۰۲۸ برساند.
در نسلهای آینده، قرار است بیش از ۱۰۰۰ کیوبیت از طریق کوپلرهای دوربرد که نخستین بار در سال گذشته توسط IBM بهصورت تجربی نشان داده شدند، به هم متصل شوند. معماری Nighthawk به گونهای طراحی شده که با نرمافزارهای کوانتومی پیشرفته IBM هماهنگ باشد و امکان دستیابی به نخستین نمونههای تأییدشدهی مزیت کوانتومی را فراهم کند. این پردازندهها قرار است تا پایان سال ۲۰۲۵ برای کاربران شبکهی کوانتومی IBM در دسترس قرار گیرند.
برای اطمینان از شفافیت در مسیر اثبات برتری کوانتومی، IBM پلتفرمی باز و جامعهمحور به نام «رهگیر برتری کوانتومی» راهاندازی کرده است که با همکاری شرکتهای Algorithmiq، مؤسسه Flatiron و BlueQubit توسعه یافته است. این پلتفرم بهطور نظاممند نتایج کوانتومی و کلاسیکی را پایش، مقایسه و تأیید میکند و در حال حاضر شامل سه دسته آزمایش معیار در زمینههای تخمین کمیتهای قابل مشاهده، مسائل واریاسیونی و مسائل دارای تأیید کلاسیکی است. به گفتهی سابرینا مانیسکالکو، مدیرعامل Algorithmiq، مدل طراحیشده توسط تیم او وارد حوزههایی شده که از نظر محاسباتی برای روشهای کلاسیک بسیار دشوار هستند، و شبیهسازیهای مستقل از سوی پژوهشگران مؤسسه Flatiron نیز این دشواری را تأیید کردهاند.
از سوی دیگر، هایک تپانیان، مدیر فنی BlueQubit، تأکید کرد که این طرح به جامعهی علمی کمک میکند تا بهطور رسمی نقاطی را شناسایی کند که در آن، رایانههای کوانتومی از روشهای کلاسیک با اختلاف بزرگی پیشی میگیرند. IBM پیشبینی میکند که نخستین موارد تأییدشدهی برتری کوانتومی تا پایان سال ۲۰۲۶ توسط جامعهی جهانی پژوهشگران بهصورت مستقل به ثبت برسند.
در بخش نرمافزار، IBM نسخهی جدیدی از پلتفرم متنباز Qiskit را معرفی کرد که به گفتهی این شرکت، پیشرفتهترین stack نرمافزاری کوانتومی موجود در جهان است. در نسخهی جدید Qiskit، قابلیتهای مدارهای دینامیکی گسترش یافته و دقت نتایج را در سیستمهای دارای بیش از ۱۰۰ کیوبیت تا ۲۴ درصد افزایش میدهد. همچنین، یک رابط برنامهنویسی جدید به زبان C (C-API) اضافه شده است که امکان کنترل دقیقتر اجرای مدارها و اتصال مستقیم به سیستمهای کلاسیکی با عملکرد بالا را برای تصحیح خطای آنی فراهم میکند.
این قابلیت، هزینهی محاسباتی استخراج نتایج دقیق را بیش از ۱۰۰ برابر کاهش میدهد. افزون بر این، یک رابط جدید به زبان ++C معرفی شده است که به توسعهدهندگان اجازه میدهد برنامهنویسی کوانتومی را بهطور بومی در محیطهای محاسباتی قدرتمند (HPC) انجام دهند. IBM همچنین اعلام کرد که تا سال ۲۰۲۷، کتابخانههای محاسباتی جدیدی در زمینههای یادگیری ماشین، بهینهسازی، حل معادلات دیفرانسیل و شبیهسازی همیلتونی به Qiskit افزوده خواهد شد تا کاربردهای کوانتومی در شیمی، علم مواد و فیزیک نظری تسهیل شود.
در مسیر موازی با توسعهی Nighthawk، شرکت IBM پردازندهی آزمایشی Quantum Loon را معرفی کرد که نخستین معماری دربرگیرندهی تمام اجزای لازم برای ساخت سامانههای کوانتومی مقاوم در برابر خطاست. این پردازنده از معماری جدیدی بهره میبرد که برای اصلاح خطای کوانتومی مقیاسپذیر مبتنی بر کدهای qLDPC (quantum low-density parity-check) طراحی شده است. Loon از لایههای چندگانهی هدایت سیگنال با اتلاف پایین استفاده میکند که اتصالهای دوربرد بین کیوبیتهای روی یک تراشه را ممکن میسازد و از محدودیتهای سنتی «همسایهی نزدیک» فراتر میرود. همچنین قابلیت «ریسِت کیوبیتها» در این معماری فراهم شده تا بتوان از کیوبیتها بهطور مداوم در محاسبات متوالی استفاده کرد.
IBM همچنین نشان داده است که میتواند خطاهای کوانتومی را با استفاده از سختافزار کلاسیکی به صورت آنی و در کمتر از ۴۸۰ نانوثانیه رمزگشایی کند—دستاوردی که یک سال زودتر از برنامهی زمانی تحقق یافته است. این مجموعه از قابلیتها شالودهی سیستمهای کوانتومی مقاوم در برابر خطا را شکل میدهند که IBM قصد دارد تا سال ۲۰۲۹ آنها را به مرحلهی عملی برساند.
برای تسریع توسعهی سختافزار، IBM اعلام کرد که تولید تراشههای کوانتومی خود را به فناوری ویفر ۳۰۰ میلیمتری در مرکز Albany NanoTech در نیویورک منتقل کرده است؛ مرکزی که از پیشرفتهترین مراکز ساخت نیمههادی در جهان به شمار میرود. این انتقال به IBM اجازه میدهد از فناوریهای پیشرفتهی لیتوگرافی و کنترل فرآیندهای صنعتی استفاده کند و با بهرهگیری از تجهیزات مدرن نیمههادی، زمان طراحی و آزمایش هر نسل جدید پردازنده را به نصف کاهش دهد. به گفتهی IBM، این تغییر باعث شده تا سرعت تحقیق و توسعهی شرکت دو برابر شود، امکان بررسی همزمان چندین طراحی فراهم گردد و پیچیدگی فیزیکی تراشهها ده برابر افزایش یابد، در حالی که چگالی و کارایی کیوبیتها نیز بهبود یافته است.
به گفتهی جی گامبتا، پژوهشگر ارشد و مدیر بخش تحقیقات IBM، پیشرفت کنونی نتیجهی ادغام همهی عناصر کلیدی فناوری کوانتومی در یک مسیر واحد است—از معماری پردازنده و توسعهی نرمافزار گرفته تا ساخت تراشه و اصلاح خطا. راهبرد IBM بر ایجاد یک اکوسیستم جامع استوار است که محاسبات کوانتومی و کلاسیکی با کارایی بالا را در یک بستر واحد ترکیب میکند تا پژوهشگران بتوانند به سراغ مسائلی بروند که تاکنون از توان محاسبات کلاسیکی فراتر بودهاند.
با معرفی پردازندههای Nighthawk و Loon، گسترش قابلیتهای Qiskit و گذار به فناوری ساخت ویفر ۳۰۰ میلیمتری، IBM خود را بهعنوان نخستین شرکت دارای مسیر واقعبینانه و یکپارچه برای دستیابی به برتری کوانتومی تا سال ۲۰۲۶ و محاسبات کوانتومی مقاوم در برابر خطا تا سال ۲۰۲۹ معرفی کرده است؛ گامی تعیینکننده به سوی تحقق عملی محاسبات کوانتومی در مقیاس واقعی.
منابع:
دیدگاه خود را درباره این خبر با ما به اشتراک بگذارید.
