Présentation du Nighthawk r3
IBM a présenté le processeur quantique Nighthawk r3, la suite du Nighthawk r2 lancé en septembre. Le r3 vise à exécuter jusqu’à 10 000 opérations quantiques sur 520 qubits programmables, soutenus par 2 034 composants quantiques physiques. Cette densité représente une multiplication par plus de quatre du nombre de qubits programmables du r2, qui ne supportait que 120 qubits pour plus de 7 500 opérations. L’architecture repose sur des qubits supraconducteurs disposés en réseau carré, chaque qubit physique étant couplé à des éléments de contrôle et de réinitialisation.
Architecture de réinitialisation ultra‑rapide
Le Nighthawk r2 avait introduit une méthode de remise à zéro des qubits qui réduisait le temps d’attente après mesure de l’ordre de 200 ms à environ 25 ns. Cette amélioration repose sur un circuit de reset dédié qui agit sans perturber les qubits voisins, limitant ainsi les périodes d’inactivité du processeur. En pratique, la latence de 25 ns permet d’enchaîner les circuits quantiques à des fréquences proches de 40 MHz, augmentant le débit effectif de calculs parallèles. Le r3 étend ce même schéma à l’échelle du système complet, conservant la même dynamique de reset pour les 520 qubits programmables.
Scalabilité et interconnexion des puces
IBM a démontré l’interconnexion de deux processeurs Nighthawk r1 via quatre l‑couplers, des interconnexions à longue portée capables de transférer l’état quantique avec une fidélité de 99,4 %. L’objectif déclaré est d’atteindre 99,9 % de fidélité pour les l‑couplers destinés aux futurs Nighthawk r3. En 2027, deux puces r3 seront reliées, formant un système de 1 040 qubits (520 × 2) tout en conservant la capacité de 10 000 opérations. Cette modularité repose sur la combinaison de couplers à haute fidélité et de modules cryogéniques intégrés, réduisant les pertes de cohérence lors du transfert d’information entre puces.
Intégration quantique‑classique et correction d’erreurs
Le nouveau IBM Quantum Platform offre un environnement cloud où les flux quantiques peuvent être orchestrés avec des ressources HPC classiques. Les utilisateurs peuvent ainsi lancer des circuits quantiques depuis un laptop ou un supercalculateur, profitant d’une exécution hybride. La plateforme propose également un accès au niveau des impulsions (pulse‑level), donnant aux chercheurs la possibilité de calibrer les portes quantiques et de mettre en œuvre des protocoles de correction d’erreurs. IBM collabore avec AMD et le Quantum Science Center d’Oak Ridge pour placer les processeurs Nighthawk à proximité de GPU et CPU de prochaine génération, facilitant les expériences de correction d’erreurs en temps réel.
