Квантовый процессор IBM Nighthawk R2

09.09.2026

Квантовые компьютеры пока существенно уступают классическим системам в универсальности, однако в специализированных задачах они уже демонстрируют впечатляющие возможности. При этом важна не только вычислительная мощность отдельных кубитов, но и скорость, с которой процессор способен выполнять последовательность квантовых операций. Именно на сокращение таких задержек специалисты IBM сделали ставку при создании нового процессора Nighthawk R2, оснащенного 120 программируемыми кубитами.

Главным достижением Nighthawk R2 стала значительно более высокая скорость выполнения квантовых схем. Новый процессор способен обрабатывать более 100 тысяч схем в секунду, тогда как предшествующий Heron выполнял около 4 тысяч. Такой разрыв связан не столько с увеличением количества кубитов, сколько с устранением одного из узких мест квантовых вычислений - длительного промежутка между последовательными запусками программ.

В предыдущей архитектуре Heron после завершения вычисления кубит необходимо было измерить и, если требовалось, изменить его состояние с помощью импульса. Точность измерения при этом ограничивала скорость всей процедуры, поэтому процессор мог простаивать сотни микросекунд. Разработчики Nighthawk R2 использовали другой подход: каждый кубит соединили с холодной средой посредством перестраиваемого соединителя. При его активации кубит практически мгновенно отдает накопленную энергию, благодаря чему время ее удержания сокращается с 200 микросекунд до всего 25 наносекунд.

Такая система охлаждения позволила уменьшить паузу между отдельными запусками примерно до одной микросекунды. При этом сброс состояния одного кубита не приводит к существенному нарушению работы соседних элементов. Исследователи отмечают и другое преимущество новой архитектуры: ошибка на старте вычислений снизилась примерно в 25 раз, тогда как точность выполнения операций сохранилась на уровне Heron.

Увеличение эффективности потребовало заметно усложнить саму конструкцию процессора. Его 120 кубитов окружены 218 соединителями и 120 модулями сброса, а общее количество физических элементов достигло 458. По оценке IBM, это самая сложная конструкция, созданная компанией за всю историю ее работ над квантовыми процессорами. При этом дополнительная аппаратная инфраструктура используется не только для ускорения запуска новых схем, но и непосредственно во время вычислений.

Nighthawk R2 способен сбрасывать состояние кубитов не только между отдельными квантовыми схемами, но и в процессе выполнения одной схемы. Эта возможность особенно важна для динамических вычислений и квантовой коррекции ошибок. В подобных алгоритмах вспомогательные кубиты после выполнения одной операции необходимо быстро освобождать, чтобы затем использовать их повторно. Чем меньше времени занимает такая процедура, тем больше полезных операций можно выполнить за один цикл работы процессора.

Новый процессор также достиг показателя, который IBM ранее ставила в качестве цели на 2026 год: Nighthawk R2 способен корректно выполнять вычисления в схемах, содержащих более 7500 квантовых вентилей. В отдельном моделировании рассеяния нейтронов система продемонстрировала еще один существенный результат - она оказалась в 12 раз быстрее и смогла получать спектры, пригодные для сопоставления с лабораторными экспериментами, всего за одну минуту.

<< Назад: Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

>> Вперед: Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Определение калорийности пищи по фотографии 27.06.2023 Стало возможный определение энергетической ценности пищи по ее изображению. Компания SnapCalorie разработала программу на основе искусственного интеллекта с тем, чтобы определить энергетическую ценность пищи на основе фотографии. Это приложение также способно определить размер порции и оценить качество блюда. Разработчики SnapCalorie утверждают, что их программа обладает высокой точностью, благодаря "уникальному обучающему набору данных", который включает более 5 тысяч продуктов, включая соусы и подсолнечное масло. Кроме того, встроенный ChatGPT предоставляет рекомендации, исходя из предпочтений пользователей. Приложение также может быть интегрировано с другими платформами для отслеживания здоровья, включая Apple Health. На данный момент сервис доступен только в Соединенных Штатах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026