IBM prevede di raggiungere il vantaggio quantistico nel 2026 mentre il chip Nighthawk raggiunge gli utenti quest'anno

IBM ha annunciato durante la Quantum Developer Conference 2025 di mercoledì che prevede di raggiungere il vantaggio quantistico entro il 2026, mirando a un calcolo quantistico tollerante ai guasti su larga scala entro il 2029.

L'azienda ha confermato che il suo processore Nighthawk, un chip con importanti aggiornamenti architetturali, inizierà a raggiungere gli utenti quest'anno.

Jay Gambetta, che guida IBM Research come Direttore e detiene anche il titolo di IBM Fellow, ha dichiarato: "Crediamo che IBM sia l'unica azienda in posizione di inventare e scalare rapidamente software quantistico, hardware, fabbricazione e correzione degli errori per sbloccare applicazioni trasformative." Jay ha aggiunto che l'azienda sta annunciando diversi traguardi critici sulla sua roadmap oggi.

Nighthawk, ora rivelato come il chip più avanzato di IBM, è costruito con 120 qubit e utilizza 218 accoppiatori sintonizzabili per collegare ogni qubit ai suoi quattro vicini più prossimi. Questo rappresenta un aumento del 20% nel conteggio degli accoppiatori rispetto al processore Heron, secondo un comunicato stampa ufficiale rilasciato da IBM.

La nuova configurazione consente ai ricercatori di eseguire circuiti fino al 30% più complessi mantenendo bassi i tassi di errore, un requisito cruciale per eseguire fino a 5.000 gate a due qubit in un singolo lavoro.

IBM mira a 15,000 gate a due qubit da 2028

Le consegne di Nighthawk inizieranno prima della fine del 2025. Ma questo chip è solo l'inizio. IBM prevede di spingere le prestazioni ancora oltre. Entro la fine del 2026, si aspetta di aumentare la capacità a 7.500 gate, passando a 10.000 nel 2027 e a 15.000 nel 2028.

Quelle versioni future integreranno più di 1.000 qubit connessi utilizzando accoppiatori a lungo raggio, un sistema testato lo scorso anno su processori sperimentali interni.

Mentre costruisce questa pipeline, IBM sta spingendo per una convalida guidata dalla comunità. Ha lanciato un tracker del vantaggio quantistico, sviluppato con l'aiuto di Algorithmiq, del Flatiron Institute e di BlueQubit, per misurare e verificare i progressi in tempo reale.

Il tracker include già tre esperimenti che testano il vantaggio quantistico nella stima osservabile, negli algoritmi variazionali e nei problemi verificabili classicamente.

Sabrina Maniscalco, CEO e co-fondatrice di Algorithmiq, ha dichiarato: "Il modello che abbiamo progettato esplora regimi così complessi da sfidare tutti i metodi classici all'avanguardia testati finora."

Ha detto che i primi risultati sembrano promettenti, con il Flatiron Institute che conferma che i risultati sono difficili da simulare su sistemi classici.

Hayk Tepanyan, co-fondatore e CTO di BlueQubit, ha aggiunto che il suo team si sta concentrando sul monitoraggio dei carichi di lavoro quantistici in cui le macchine classiche stanno già iniziando a rimanere indietro.

"Attraverso il nostro lavoro sui circuiti piccati, siamo entusiasti di aiutare a formalizzare gli istanze in cui i computer quantistici stanno iniziando a sovraperformare i computer classici di ordini di grandezza," ha detto.

Qiskit migliora il controllo degli errori con C-API e circuiti dinamici

Per supportare questa spinta, IBM sta scalando il suo software. Lo stack Qiskit ora supporta funzionalità di circuiti dinamici che aumentano l'accuratezza dell'output del 24% sui lavori che coinvolgono oltre 100 qubit.

Ora supporta anche un nuovo modello di esecuzione utilizzando una C-API, consentendo agli sviluppatori di integrarsi con gli ambienti HPC e di utilizzarli per ridurre i costi di correzione degli errori di oltre 100 volte.

IBM sta inoltre rilasciando un'interfaccia C++ per Qiskit in modo che gli utenti possano eseguire carichi di lavoro quantistici all'interno di sistemi di calcolo ad alte prestazioni esistenti.

L'azienda ha dichiarato che entro il 2027, lo stack Qiskit aggiungerà librerie computazionali focalizzate sull'apprendimento automatico e sull'ottimizzazione. Questi strumenti aiuteranno ad affrontare problemi di fisica e chimica come equazioni differenziali e simulazioni hamiltoniane.

L'azienda ha anche rivelato che sta attivamente costruendo verso il calcolo quantistico tollerante ai guasti su un binario parallelo. Il suo nuovo processore Loon, annunciato anche durante l'evento, include tutti i componenti necessari per dimostrare una correzione degli errori quantistica efficiente e scalabile.

Include un instradamento multilivello che collega i qubit su distanze più lunghe con "c-couplers" e consente il reset dei qubit tra le operazioni sullo stesso chip.

Per completare il quadro, IBM ha confermato di poter ora decodificare gli errori quantistici in meno di 480 nanosecondi utilizzando codici qLDPC, eseguendo interamente su hardware classico. Questo risultato ingegneristico è arrivato un anno intero prima della scadenza.

Insieme a Loon, getta le basi per la scalabilità di qLDPC su sistemi di qubit superconduttori veloci e ad alta fedeltà, gli stessi qubit utilizzati in tutto l'hardware di IBM.

La produzione dei wafer dei processori quantistici di IBM è ora passata a un impianto di fabbricazione da 300mm presso l'Albany NanoTech Complex a New York. Questo passaggio consente un'iterazione più rapida dei chip e una maggiore complessità.

IBM ha dichiarato di aver già dimezzato i tempi di sviluppo e aumentato di dieci volte la complessità dei suoi chip quantistici utilizzando le nuove attrezzature.

Ora è anche in grado di esplorare simultaneamente più progetti di processore, aiutando a spingere in avanti sia le piattaforme Nighthawk che Loon contemporaneamente, secondo il comunicato stampa rilasciato.