Im Rahmen des jährlichen IBM Quantum Summit in New York hat Big Blue mit dem "Quantum Heron" den ersten einer neuen Reihe von Quantenprozessoren im Utility-Massstab mit einer Architektur, die in den letzten vier Jahren entwickelt wurde, vorgestellt. Der Heron erziele die höchsten Leistungskennzahlen und die niedrigsten Fehlerraten aller bisherigen IBM Quantenprozessoren, heisst es.
Weiters präsentierte der IT-Konzern mit Zentrale in Armonk im US-Bundesstaat New York das Quantum System Two und damit den ersten modularen Quantencomputer des Unternehmens und Eckpfeiler der quantenzentrierten Supercomputing-Architektur. Das erste IBM Quantum System Two in Yorktown Heights, New York, hat seinen Betrieb mit drei IBM Heron-Prozessoren und einer unterstützenden Steuerelektronik aufgenommen.
Mit dieser Grundlage und weiteren Durchbrüchen in der Quantenhardware, -theorie und -software weite IBM ihre Quantum Development Roadmap bis 2033 aus und setz sich neue Ziele, um die Qualität von Gate-Operationen deutlich zu verbessern, wird in der Mitteilung betont. Dadurch werde 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," erläutert 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 bereits mit dem 127-Qubit-Prozessor IBM Quantum Eagle gezeigt hat, können Quantensysteme des Konzerns 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.
Seit dieser Präsentation haben führende Forscher, Wissenschaftler und Ingenieure von Organisationen wie etwq dem Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums, der Universität Tokio, der Universität Washington, der Universität Köln, Harvard University, Qedma, Algorithmiq, UC Berkeley, Q-CTRL, der Fundacion Ikerbasque, dem Donostia International Physics Center und der Universität des Baskenlandes sowie von IBM die Vorführungen von Quantencomputern in grossem Massstab weiter vorangetrieben, um ihren Wert bei der Erkundung von Neuland in der Datenverarbeitung zu unterstreichen.
Dazu gehören auch Experimente, die bereits auf dem neuen IBM Quantum Heron 133-Qubit-Prozessor laufen, den IBM ihren Nutzern nun 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 branchenführende Systemflotte verstärken.
IBM Quantum System Two wiederum ist die Grundlage für die nächste Generation von IBMs Systemarchitektur im Bereich Quantencomputer. Es kombiniert den Angaben zufolge skalierbare kryogene Infrastruktur und klassische Runtime Server mit modularer Qubit-Steuerelektronik. Das neue System sei ein Baustein für IBMs Vision des quantenzentrierten Supercomputings, heisst es. Diese Architektur kombiniere Quantenkommunikation und -berechnung, unterstützt durch klassische Rechenressourcen, und nutze eine Middleware-Schicht, um Quanten- und klassische Workflows angemessen zu integrieren.
Als Teil der kürzlich erweiterten 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, erheblich gesteigert werden.
Weiters stellten die Armonker auch die Pläne für eine neue Generation ihres Software-Stacks vor, innerhalb dessen Qiskit 1.0 künftig ein durch Stabilität und Geschwindigkeit definierter Dreh- und Angelpunkt sein soll. Darüber hinaus kündigte IBM auch Qiskit Patterns an, und zwar mit dem Ziel, die Entwicklung des Quantencomputing zu demokratisieren.
Qiskit Patterns sollen es Quantum-Entwicklern nämlich ermöglichen, auf einfachere Weise Code zu erstellen. Sie basieren auf einer Sammlung von Tools, die gewährleisten sollen, 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 könnten Benutzer Workflows erstellen, bereitstellen und ausführen, bei denen klassische und Quantenberechnungen in verschiedenen Umgebungen wie Cloud- oder On-Premise-Szenarien integriert werden, betont IBM. All diese Tools sollen den Nutzern Bausteine zur Verfügung stellen, mit denen sie Quantenalgorithmen einfacher erstellen und ausführen können.
Auch werde IBM auch die über Watsonx verfügbare generative KI integrieren, um die Entwicklung von Quantencode für Qiskit zu automatisieren. Dies werde durch die Feinabstimmung der IBM Granite-Modellreihe erreicht.
"Generative KI und Quantencomputing sind beide an einem Wendepunkt angelangt, was uns die Möglichkeit bietet, das vertrauenswürdige Basismodell von Watsonx zu nutzen, um die Entwicklung von Quantenalgorithmen für Forschungszwecke zu vereinfachen," so Jay Gambetta, Vice President und IBM Fellow bei IBM.
