IBM auf dem Weg zum Quanten-Supercomputing

Im Rahmen des IBM Quantum Summit 2022 hat Big Blue einen leistungsfähigeren Quantencomputer-Prozessor gezeigt. Der Osprey getaufte Chip weist 433 Quantenbit (Qubit) auf, was einer Verdreifachung gegenüber dem Vorgänger Eagle gleichkommt, der 127 Qubits aufwies und 2021 vorgestellt wurde.

Mit 433 Qubits spielt der Osprey in einer höheren Liga als die Vorgänger-Chips von IBM, weil er laut Hersteller das Potenzial hat, komplexe Quantenschaltungen auszuführen, die weit über das hinaus gehen, wozu jeder klassische Computer jemals in der Lage wäre. Zur Veranschaulichung: die Anzahl der klassischen Bits, die erforderlich wären, um einen Status auf dem Osprey-Prozessor darzustellen, überschreitet die Gesamtzahl der Atome im bekannten Universum.

Eine der derzeitigen Hürden bei der Rechnerei mit Quanten ist das Rauschen. Dieses ist problematisch, weil es Quantenzustände ruinieren und zu Fehlern führen kann. Diese können sich aufgrund der Quanteneffekte im ganzen System ausbreiten und Berechnungen zunichte machen.

Deshalb arbeiten die IBM-Forschenden auch an Software für eine Fehlerkorrektur und -minderung in Quantensystemen. In diesem Zusammenhang hat IBM ein Beta-Update für Qiskit Runtime veröffentlicht.

Schließlich hat IBM ein Update des zugehörigen Rechners, Quantum System Two, gezeigt sowie die Entwicklungs-Roadmap aktualisiert. IBMs Quantum-Systeme sollen danach bis 2025 und darüber hinaus auf über 4000 Qubits skaliert werden können. Um dies zu erreichen, ist Quantum System Two modular und flexibel konzipiert. Dabei kombiniert es mehrere Prozessoren mit Kommunikationsverbindungen zu einem einzigen System.

Dieses System soll bis Ende 2023 online sein und ein Baustein des von IBM propagierten "quantenzentrischen Supercomputings" darstellen. Damit meint der Blaue Riese die nächste Welle im Quantencomputing, die durch den Einsatz einer modularen Architektur und Quantenkommunikation skaliert und die Hybrid-Cloud-Middleware nutzt, um Quanten- und klassische Workflows zu integrieren.

"Der IBM Quantum Summit 2022 stellt einen entscheidenden Moment in der Entwicklung des globalen Quantum-Computing-Sektors dar, während wir unsere Quantenroadmap vorantreiben", kommentiert Jay Gambetta, IBM Fellow und VP von IBM Quantum. "Wir werden die Quantensysteme weiter skalieren und sie einfacher verwendbar machen", verspricht er. Dadurch könne die Technologie verstärkt eingesetzt werden und die Quantenbranche wachsen. "Unsere Durchbrüche definieren die nächste Welle im Quantencomputing, die wir quantenzentrisches Supercomputing nennen, wo Modularität, Kommunikation und Middleware zu einer verbesserten Skalierung, Rechenkapazität und Integration von Quanten- und klassischen Workflows beitragen werden", ist Gambetta überzeugt.