IBM Quantum Summit in New York: Vorstellung von Heron133-Qubit-Prozessor mit reduzierter Fehlerrate
5. Dezember 2023
Der IBM Quantum Heron gilt als der erste einer neuen Reihe von Quantenprozessoren im Utility-Maßstab mit einer Architektur, die in den letzten vier Jahren entwickelt wurde, um IBMs bisher höchste Leistungskennzahlen und niedrigste Fehlerraten aller IBM-Quantenprozessoren zu erzielen. Außerdem stellte IBM auf dem „Quantum Summit in New York“ sein Quantum System Two vor, den ersten modularen Quantencomputer des Unternehmens und Eckpfeiler der quantenzentrierten Supercomputing-Architektur von IBM.
Zusätzlich zu diesen beiden Ankündigungen hat auch das erste IBM Quantum System Two seinen Betrieb mit drei IBM Heron-Prozessoren und einer unterstützenden Steuerelektronik aufgenommen. Dazu kommen weitere Durchbrüche in der Quantenhardware, -theorie und -software. Dies führt dazu, dass IBM seine Quantum Development Roadmap bis 2033 ausweitet und sich dabei neue Ziele setzt, um die Qualität von Gate-Operationen deutlich zu verbessern. Dadurch wird die Größe der möglichen Quantum Circuits erhöht und das Potenzial des Quantencomputings im großen Maßstab ausgeschöpft.
„Wir befinden uns mitten in dem Zeitalter, in dem Quantencomputer als Tool zur Erforschung neuer Grenzen der Wissenschaft eingesetzt werden,“ so Dario Gil, IBM SVP und Director of Research. „Da wir weiterhin Fortschritte bei der Skalierung von Quantensystemen und der Schaffung von Mehrwert durch modulare Architekturen machen, werden wir die Qualität eines Quanten-Technologie-Stacks im Utility-Maßstab weiter erhöhen – und ihn unseren Nutzern und Partnern zur Verfügung stellen, die dadurch noch komplexere Problemstellungen bewältigen können.“
Wie IBM in diesem Jahr mit dem 127-Qubit-Prozessor IBM Quantum Eagle gezeigt hat, können Quantensysteme von IBM jetzt als wissenschaftliches Tool zur Erforschung von Problemen in der Chemie, Physik und Materialforschung dienen, die über die „brute force“ klassische Simulation der Quantenmechanik hinausgehen.
Dies ermöglicht Experimente, die bereits auf dem neuen IBM Quantum Heron 133-Qubit-Prozessor laufen, den IBM ihren Nutzern über die Cloud zur Verfügung stellt. Der IBM Heron ist der erste in IBMs neuer Klasse leistungsfähiger Prozessoren mit deutlich verbesserten Fehlerraten. Er bietet eine fünffache Verbesserung gegenüber den bisherigen Bestwerten des IBM Eagle. Weitere IBM Heron-Prozessoren werden im Laufe des nächsten Jahres IBMs Systemflotte verstärken.
IBM Quantum System Two ist die Grundlage für die nächste Generation von IBMs Systemarchitektur im Bereich Quantencomputer. Es kombiniert skalierbare kryogene Infrastruktur und klassische Runtime Server mit modularer Qubit-Steuerelektronik. Das neue System ist ein Baustein für IBMs Vision des quantenzentrierten Supercomputings. Diese Architektur kombiniert Quantenkommunikation und -berechnung, unterstützt durch klassische Rechenressourcen, und nutzt eine Middleware-Schicht, um Quanten- und klassische Workflows angemessen zu integrieren.
Als Teil der zehnjährigen IBM Quantum Development Roadmap plant IBM, dass dieses System auch die zukünftigen Generationen von IBM Quantenprozessoren aufnimmt. Darüber hinaus sollen diese künftigen Prozessoren schrittweise die Qualität der Operationen, die sie ausführen können, verbessern, so dass die Komplexität und der Umfang der Workloads, die sie bewältigen können, gesteigert werden.
Qiskit und generative KI erleichtern die Programmierung
Zudem hat IBM auch die Pläne für eine neue Generation seines Software-Stacks vorgestellt, innerhalb dessen Qiskit 1.0 ein durch Stabilität und Geschwindigkeit definierter Dreh- und Angelpunkt sein wird. Darüber hinaus, mit dem Ziel, die Entwicklung des Quantencomputing zu demokratisieren, kündigt IBM Qiskit Patterns an.
Qiskit Patterns werden es Quantum-Entwicklern ermöglichen, auf einfachere Weise Code zu erstellen. Sie basieren auf einer Sammlung von Tools, die es ermöglichen, klassische Probleme einfach abzubilden, sie mit Qiskit in Quantenschaltungen zu optimieren, diese Schaltungen mit Qiskit Runtime auszuführen und dann die Ergebnisse nachzubearbeiten.
Mit Qiskit Patterns in Kombination mit Quantum Serverless können Benutzer Workflows erstellen, bereitstellen und ausführen, bei denen klassische und Quantenberechnungen in verschiedenen Umgebungen wie Cloud- oder On-Premise-Szenarien integriert werden. All diese Tools stellen den Nutzern Bausteine zur Verfügung, mit denen sie Quantenalgorithmen einfacher erstellen und ausführen können.
Darüber hinaus leistet IBM mit watsonx, IBMs KI-Plattform für Unternehmen, Pionierarbeit bei der Nutzung generativer KI für die Programmierung von Quantencode. IBM wird die über watsonx verfügbare generative KI integrieren, um die Entwicklung von Quantencode für Qiskit zu automatisieren. Dies wird durch die Feinabstimmung der IBM Granite-Modellreihe erreicht. (rhh)
