TechTalkThai ศูนย์รวมข่าว Enterprise IT ออนไลน์แห่งแรกในประเทศไทย
IBM ประกาศรายละเอียดโปรเซสเซอร์ควอนตัมรุ่นถัดไป IBM Quantum Nighthawk r3 ที่ออกแบบให้รัน Quantum Operation ได้อย่างแม่นยำถึง 10,000 ครั้งบน 520 Qubit พร้อมแผนเชื่อมโปรเซสเซอร์ 2 ตัวเข้าเป็นระบบเดียวขนาดมากกว่า 1,000 Qubit ในปี 2027
IBM ระบุว่าแอปพลิเคชันควอนตัมที่ใช้งานได้จริงในระดับอุตสาหกรรมต้องการทั้งคุณภาพและความเร็วในการประมวลผล โดยความเร็วมีความสำคัญเพราะควอนตัมคอมพิวเตอร์ให้คำตอบออกมาในรูปของ sample ซึ่งการรัน circuit แต่ละครั้งจะได้ผลลัพธ์เพียงหนึ่งค่า ปัจจุบันแอปพลิเคชันจำนวนมากต้องรัน circuit ที่มี Quantum Operation หลายพันครั้งบนราว 100 Qubit ขึ้นไป และต้องเก็บ sample ตั้งแต่หลักล้านไปจนถึงหลายพันล้านครั้ง ขนาดและคุณภาพของระบบจึงเป็นตัวกำหนดว่าจะคำนวณงานที่ซับซ้อนได้แค่ไหน ขณะที่ความเร็วเป็นตัวกำหนดว่างานเหล่านั้นจะเสร็จในเวลาและต้นทุนที่รับได้หรือไม่
ในส่วนของรุ่นปัจจุบัน IBM Quantum Nighthawk r2 ที่เปิดตัวเมื่อเดือนกันยายน สามารถสร้างได้สูงสุด 100,000 sample ต่อวินาที และรองรับการคำนวณที่มี Quantum Operation มากกว่า 7,500 ครั้งบน 120 Qubit โดยอาศัยเทคโนโลยี Qubit reset ความเร็วสูงที่ช่วยลดเวลาระหว่างการรัน circuit แต่ละรอบ ลูกค้าและพาร์ตเนอร์อย่าง E.ON, Algorithmiq และ Q-CTRL รัน circuit บน Nighthawk r2 ไปแล้วกว่า 3.4 หมื่นล้าน circuit และรายงานว่าประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นสูงสุด 19 เท่า เช่น E.ON ทำความเร็วได้เพิ่มขึ้น 15 เท่าในงาน quantum machine learning สำหรับการปรับแต่งโครงข่ายไฟฟ้า ส่วน IBM ใช้ Nighthawk r2 รันการทดลองจำลองวัสดุแม่เหล็กที่เคยทำร่วมกับ Oak Ridge National Laboratory ได้เร็วขึ้น 12 เท่า โดยทั้งสองกรณีเป็นการเทียบกับงานเดิมบน IBM Quantum Heron
นอกจากนี้การทดลอง quantum advantage ร่วมกับ Algorithmiq ในการจำลองวัสดุควอนตัมแบบ heterogeneous ซึ่งเปิด circuit และผลลัพธ์ให้ตรวจสอบได้ผ่าน Quantum Advantage Tracker ก็ถูกนำมารันบน Nighthawk r2 ได้เร็วกว่าการทดลองเดิมบน Heron ถึง 8 เท่า ขณะที่ circuit ชุดใหม่ต้องใช้หน่วยความจำมากขึ้นราว 240 เท่า หากจำลองด้วยวิธี tensor-network บนคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมให้ได้ความแม่นยำใกล้เคียงกัน
สำหรับ Nighthawk r3 จะต่อยอดสถาปัตยกรรมเดียวกันไปสู่ระบบขนาดใหญ่ขึ้น โดยออกแบบให้รองรับ 10,000 Quantum Operation บน 520 programmable Qubit จาก physical Qubit ทั้งหมด 2,034 Qubit โดยยังคงการเชื่อมต่อแบบ square-lattice และ operation ความเร็วสูงแบบเดียวกับ r2 พร้อมเพิ่ม chip-to-chip interconnect ที่เรียกว่า l-coupler จำนวน 10 จุดสำหรับเชื่อมโปรเซสเซอร์เข้าเป็นระบบที่ใหญ่ขึ้น ในปี 2026 IBM เชื่อมโปรเซสเซอร์ Nighthawk r1 ด้วย l-coupler 4 จุด ได้ค่า quantum state transfer fidelity 99.3% ขยับเข้าใกล้เป้าหมาย 99.9% และยังเชื่อม cryogenic module 2 ชุดเข้าเป็นระบบเดียวได้เป็นครั้งแรก ซึ่งลดอุณหภูมิถึงระดับใช้งานได้ภายในไม่ถึง 5 วันและเย็นลงต่ำกว่า 15 millikelvin โดย IBM วางแผนเชื่อม Nighthawk r3 2 ตัวเข้าเป็นระบบเดียวขนาด 1,040 Qubit ในปี 2027
ด้าน IBM Quantum Platform ได้รวม HPC และ quantum computing ไว้ใน managed environment เดียว ผู้ใช้งานสามารถเชื่อม quantum workflow เข้ากับทรัพยากร classical ได้ตั้งแต่แล็ปท็อปไปจนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์ หรือใช้ทรัพยากร HPC ที่เพิ่งเปิดให้ใช้บนแพลตฟอร์ม ตัวอย่างเช่น IBM และ RIKEN รัน workflow แบบ sample-based quantum diagonalization (SQD) ได้เร็วขึ้นราว 5 เท่า พร้อมคำนวณได้มากกว่าการศึกษาเดิม 100 เท่า ขณะที่ Cleveland Clinic และ RIKEN ใช้แพลตฟอร์มประมวลผล 608 ล้าน sample แบบอัตโนมัติสำหรับการจำลองโครงสร้างทางชีวภาพ เร็วกว่าการประมวลผลแบบไม่ใช้ workflow automation 33 เท่า แพลตฟอร์มยังมีความสามารถแบบ pulse-level ให้นักวิจัยควบคุมการตรวจจับและแก้ไข error ได้ละเอียดขึ้น ทั้งการกำหนดจังหวะ operation การ reset Qubit ที่เร็วขึ้น และการดึงข้อมูลจากการวัดค่าได้มากขึ้น นอกจากนี้ IBM ยังร่วมกับ Oak Ridge National Laboratory (ORNL) และ AMD เปิดแพลตฟอร์ม co-design สำหรับ quantum error correction ที่ติดตั้ง Nighthawk ไว้ร่วมกับระบบ HPC Umbra ของ ORNL ซึ่งใช้ GPU AMD Instinct MI355X และ CPU 5th Gen AMD EPYC
