Che cosa ha annunciato IBM
IBM ha presentato IBM Quantum Nighthawk r3, il prossimo processore quantistico superconduttivo della famiglia Nighthawk. Secondo quanto riportato dalla fonte, il chip è progettato per eseguire 10.000 operazioni quantistiche con accuratezza su 520 qubit programmabili, distribuiti su 2.034 qubit fisici e collegati da 10 interconnessioni denominate l-coupler. La società prevede di unire due chip r3 in un unico sistema da 1.040 qubit nel 2027.
Il punto da tenere fermo è la distinzione tra prodotto e piano: l'r3 è una progettazione annunciata, non hardware già in spedizione. Il sistema da 1.040 qubit appartiene alla roadmap futura e non costituisce un risultato disponibile.
La base installata: come funziona Nighthawk r2
Il chip oggi in produzione è Nighthawk r2, con 120 qubit programmabili, 218 coupler e 120 elementi di reset, per un totale di 458 elementi quantistici fisici. La famiglia Nighthawk adotta un reticolo quadrato in cui la maggior parte dei qubit si collega a quattro vicini, contro due o tre delle architetture precedenti; questa connettività consente ai circuiti di esprimere più struttura di entanglement con meno operazioni di swap.
Il cambiamento tecnico più rilevante riguarda il reset dei qubit. Il precedente approccio condizionale non corregge i qubit che sono fuoriusciti dallo stato previsto, costringendo il chip ad attese di centinaia di microsecondi tra una esecuzione e l'altra. Nighthawk r2 introduce un meccanismo dissipativo per qubit che, tramite un coupler accordabile, collega il qubit a un ambiente freddo su richiesta: il tempo effettivo T1 scende da circa 200 microsecondi a circa 25 nanosecondi e l'attesa tra le esecuzioni può ridursi fino a un microsecondo. Da qui derivano i 100.000 circuiti al secondo dichiarati, contro circa 4.000 del chip Heron, e un errore di inizializzazione indicato come 25 volte inferiore.
Prestazioni dichiarate e questioni aperte
IBM riporta che i clienti hanno eseguito 34 miliardi di circuiti su Nighthawk r2. I guadagni di velocità citati sono autodichiarati dalla società e dai partner: E.ON segnala un'accelerazione di 15 volte nel machine learning quantistico per l'ottimizzazione delle reti energetiche rispetto a Heron; Oak Ridge National Laboratory indica 12 volte su una simulazione di materiali magnetici; Algorithmiq riporta circuiti eseguiti 8 volte più rapidamente; Q-CTRL descrive una simulazione fermionica a 60 qubit con 4.497 porte a due qubit, passata da 4 minuti e 25 secondi a 23 secondi.
Restano elementi da verificare. I collegamenti tra chip hanno raggiunto una fedeltà media di trasferimento di stato del 99%, con un massimo del 99,3%, sotto l'obiettivo del 99,9%. Inoltre l'r3, compreso il suo impiego nei sistemi da 1.040 qubit, va considerato un progetto: la sua effettiva disponibilità e le prestazioni reali non sono ancora dimostrate. La fonte cita anche il completamento di un traguardo della roadmap 2026 relativo alla stima accurata di osservabili su circuiti con oltre 7.500 porte, ma si tratta di una dichiarazione di IBM.
