Sie enthüllen einen Quanten-Supercomputer, der „20.000 Mal leistungsfähiger“ ist als die aktuellen: Wofür er verwendet wird

In der Technologiebranche ist der Wettbewerb zwischen Unternehmen und Nationen um die ersten großen Fortschritte, die die Welt verändern, ein wahres Rennen. Und der Wettlauf um Quantencomputer ist derzeit der am schnellsten wachsende und überraschendste.

Weniger als drei Monate nach der Einführung des chinesischen Supercomputers Zuchongzhi 3.0 hat IBM seinen Quantum Starling vorgestellt, „den weltweit ersten groß angelegten, fehlertoleranten Quanten-Supercomputer“, so das in Armonk, New York, ansässige Unternehmen.

Mit dieser leistungsstarken Maschine der Zukunft wollen sie 20.000 Mal mehr Operationen ausführen als aktuelle Quantencomputer .

Die chinesische Maschine verfügt über 105 Qubits und ist in der Lage, Berechnungen durchzuführen, für die aktuelle amerikanische Versionen etwa sechs Milliarden Jahre benötigen würden, berichtete der Hersteller.

Das amerikanische Unternehmen hat den Code zur Skalierung der Quantenfehlerkorrektur geknackt. IBM Starling wird in der Lage sein, 100 Millionen Quantenoperationen mit 200 logischen Qubits durchzuführen . Es basiert auf einem revolutionären Fehlerkorrekturcode (bekannt als LDPC-Code), der kürzlich auf dem Cover des Magazins Nature veröffentlicht wurde.

Genau wie in der klassischen Informatik benötigen Quantencomputer eine Fehlerkorrektur, um wirklich nützliche Probleme zu lösen.

Jahrzehntelang galt ein anderer Fehlerkorrekturcode, der sogenannte Oberflächencode , als primäre Methode. Dieser Code ist jedoch problematisch und lässt sich wahrscheinlich nicht auf die zur Erreichung der Fehlertoleranz erforderliche Größe skalieren.

Der neue Code „löst das Skalierbarkeitsproblem im Quantencomputing. Er wurde entwickelt, um den für die Fehlerkorrektur erforderlichen Aufwand um 90 % zu reduzieren und ist der erste glaubwürdige Weg zu einem derart leistungsstarken Quantensystem“, erklärte das Unternehmen.

Das neue IBM-System wird im neuen Quantenrechenzentrum von IBM in New York gehostet und steht den Benutzern ab 2029 zur Verfügung.

Durch die Implementierung einer skalierbaren Fehlerkorrektur zur Erzielung von Fehlertoleranz, die manchmal als „der heilige Gral des Quantencomputings“ bezeichnet wird, wird Starling ein riesiges mathematisches Neuland erschließen.

Es wird in der Lage sein, Algorithmen auszuführen, die die Zeit- und Kosteneffizienz in zahlreichen Branchen drastisch steigern könnten, darunter in der Arzneimittelentwicklung, der Materialforschung, der Chemie, der Logistik und der Finanzoptimierung und in anderen Bereichen.

„Es besteht kein Zweifel mehr darüber, wie oder wann wir Fehlertoleranz erreichen werden. In den nächsten vier Jahren wird sich unser Team der ehrgeizigen Aufgabe stellen, die Architektur aufzubauen, die wir heute entwerfen“, verspricht IBM.

Sie fügten hinzu: „In den nächsten vier Jahren werden wir immer größere und vernetztere Quantenprozessoren auf den Markt bringen , die jeweils spezifische Kriterien erfüllen, die in der IBM-Forschung zur Skalierung der Fehlertoleranz festgelegt wurden. Zusammen ergeben diese Fortschritte Starling.“

IBM hat mit mehr als 600.000 Benutzern und fast 300 Organisationen zusammengearbeitet, um herauszufinden, wie man der Welt nützliche Quantencomputer zugänglich machen kann.

Der Wettbewerb zwischen China und den USA im Quantenbereich hat sich im letzten Jahrzehnt verschärft. 2019 überraschte Google die Welt mit der Vorstellung von Sycamore , dem ersten Prozessor mit Quantenüberlegenheit. Er löste in 200 Sekunden ein Problem , für das ein klassischer Supercomputer schätzungsweise 10.000 Jahre benötigt.

Mit der Einführung von Zuchongzhi 3.0 hat China jedoch eine beispiellose Leistung bewiesen, frühere Meilensteine ​​übertroffen und die Führung in einem Umfeld zurückerobert, in dem große Unternehmen über alle Ressourcen verfügen, um ihre Konkurrenten zu überflügeln.

Jahrzehntelang bildete die klassische Computertechnik – basierend auf Transistoren und Bits – das Rückgrat der technologischen Entwicklung. Doch mit zunehmender Komplexität der zu lösenden Probleme zeichnete sich eine neue Hoffnung ab: das Quantencomputing. Diese Technologie ermöglicht Berechnungen in Sekundenschnelle, für die heutige Supercomputer Tausende von Jahren benötigen würden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Computern, die Informationen in Bits (Werten von 0 oder 1) verarbeiten, arbeiten Quantencomputer mit Qubits , Einheiten, die sich dank der der Quantenmechanik innewohnenden Prinzipien der Superposition und Verschränkung gleichzeitig in mehreren Zuständen befinden können. Dies ermöglicht es ihnen, viele Lösungen gleichzeitig zu erforschen und Probleme von enormer Komplexität zu lösen.