IBM kündigt die Entwicklung und den erfolgreichen Test der bislang leistungsstärksten universellen Quantenprozessoren des Unternehmens an. Einer der beiden Prototypen wird den Kern der ersten kommerziellen IBM Q Systeme bilden, die in naher Zukunft einigen frühen Nutzern zur Verfügung gestellt werden sollen.
Mit dem erfolgreichen Bau und Test von neuen, leistungsstärkeren Quantenprozessoren arbeitet IBM weiter an der Grundlage für die Lösung von Problemstellungen in Unternehmen und Wissenschaft, die für klassische Computer nicht zu lösen sind. Dazu zählt beispielsweise die exakte Simulation von Wechselwirkungen in Molekülen. Einer dieser verbesserten Quantenprozessoren wird Entwicklern, Wissenschaftlern und Programmierern über die IBM Cloud kostenlos z.B. zum Testen von Quantenalgorithmen und für Experimente zur Verfügung stehen. Der zweite ist der Prototyp eines kommerziellen Prozessors, der den Kern des ersten für frühe Nutzer zugänglichen IBM Q Systems bilden wird.
„Diese mächtigen Upgrades an unseren Quantensystemen, die über die IBM-Cloud ausgeliefert werden, erlauben es uns, neue Applikationen und neue Grenzen für Entdeckungen vorzustellen, die nur mit klassischen Computern nahezu unmöglich zu erreichen sind“, so IBMs Forschungsdirektor Arvind Krishna. Zur Arbeit an dem neuen Quantencomputer hat IBM die Beta-Version einer Python-SDK auf Github veröffentlicht.
Die Leistungsfähigkeit von Quantenprozessoren zur Lösung von ganz praktischen Problemen hängt aber von weitaus mehr ab als der reinen Zahl ihrer Qubits. Aufgrund der fragilen Natur von Quanteninformationen braucht es für eine Leistungsverbesserung solcher Systeme auch Qualitätsverbesserungen bei den einzelnen Qubits sowie ihrer Interaktion untereinander bei gleichzeitiger Minimierung der auftretenden Quantenfehler. IBM hat eine neue Metrik übernommen, die die Leistungsfähigkeit von Quantensystemen charakterisiert – das so genannte Quantum Volume. Quantum Volume steht für die Anzahl und Qualität der Qubits, ihrer Leiterverbindungen sowie den Fehlerraten im Rahmen Quantenzustandsmessungen.
Der IBM Prototyp bietet deutliche Verbesserungen beim Quantum Volume. In den nächsten Jahren plant IBM diese Technologie massiv voranzutreiben und das Quantum Volume zukünftiger Systeme weiter zu verbessern – bis hin zu den oben erwähnten 50 Qubit-Prozessoren.
Während die Technologien, die klassische Computer und ihre Anwendungen wie beispielsweise Watson dabei helfen, Muster und Zusammenhänge in grossen vorhandenen Datenmengen zu erkennen, werden Quantencomputer helfen, Problemlösungen zu finden, wo Muster nicht erkannt werden können, weil nicht genügend Datenmaterial vorhanden und damit viel zu viele Lösungsansätze denkbar wären, um sie mit heutigen Rechnern zu bewältigen.
