"Osprey": IBMs stärkster Quantenprozessor mit 433 Qubits ist fertig
IBM produziert seinen bislang größten Quantenprozessor "Osprey". Er ist IBMs vorletztes monolithisch aufgebautes Modell mit 433 Qubits.
Renderbild des Quantenprozessors Osprey.
(Bild: IBM)
Der bis dato größte Quantenprozessor stammt von IBM: Die Firma stellte jüngst ihre vierte Generation mit dem Codenamen Osprey vor, die 433 Qubits integriert. Osprey ist der erste Prozessor das neu entworfene Quantum System Two. Der erste entsprechende Quantencomputer lässt allerdings noch auf sich warten: Bis Ende 2023 will IBM die ersten Systeme in Betrieb nehmen.
Osprey stellt einen hochskalierten Eagle (IBMs dritte Generation) dar, der die Anzahl der Qubits ausgehend von 127 mehr als verdreifacht. Außer der Erhöhung der Rechenleistung hat IBM laut eigenen Angaben wichtige Fortschritte bei der Verdrahtung der Qubits und bei der Verringerung von Störeinflüssen gemacht, um die Rechenfehler zu reduzieren.
Der grundlegende Aufbau bleibt dabei gleich: IBM setzt auf Supraleiter mit sogenannten Transmon-Qubits. Ein Transmon ist so etwas wie ein Schwingkreis auf einem Siliziumträger – ein Schaltkreis, der relativ leicht herzustellen und zu manipulieren ist. Mikrowellen-Leiter verbinden die Qubits miteinander und ermöglichen deren Verschränkung.
Osprey ist IBMs vorletzte Quantenprozessor-Generation, bei der das Herzstück monolithisch aufgebaut ist. Kommendes Jahr folgt der ebenfalls monolithische Condor mit 1121 Qubits; danach setzt die Firma auf Multi-Chip-Prozessoren, um die Rechenleistung weiter hochzuskalieren.
Multi-Chip-Quantenprozessoren ab 2023
Die nächsten Generationen sollen sich laut Mitteilung derweil im Zeitplan befinden. Fast schon wichtiger als Condor wird 2023 Heron, ein Testprozessor bestehend aus mehreren Chips. Er verwendet einen "klassischen Interconnect", bei dem Controller die Ergebnisse durch die Quantenverschränkung in Bits umrechnen und über einen Universalbus schicken. Ab 2024 folgen Modelle ohne solchen Interconnect-Übersetzer.
(Bild: IBM)
Software, die von den Eigenschaften der Multi-Chip-Prozessoren Gebrauch machen kann, befindet sich im Alpha-Stadium, darunter sogenanntes Circuit Knitting, also die Zerteilung von Schaltkreisen. Auf Software-Ebene geht es zudem bei der Unterdrückung von Rechenfehlern voran: Ein Beta-Update der Qiskit-Runtime enthält einen Schalter, mit dem man Rechengeschwindigkeit gegen eine niedrigere Fehlerquote eintauschen kann.
Quantum System Two
Das neue Quantum System Two ist auf eine hohe Modularität ausgelegt – sowohl was das Andocken von künftigen Quantencomputern über Quanten-Links angeht als auch zusätzliche Rechenleistung von klassischen Prozessoren (x86, ARM) und Rechenbeschleunigern (GPUs, KI-Chips). Quantum System Two soll die ersten "quantenzentrierten Supercomputer" ermöglichen.
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Innerhalb der "100×100-Herausforderung" will IBM im Jahr 2024 einen Quantencomputer fertigstellen, das unverfälschte Observablen von Schaltkreisen mit 100 Qubits und 100 Gatteroperationen in einer angemessenen Laufzeit von maximal einem Tag berechnen kann. Heron soll als Basis für ein solches System dienen, das "die Fähigkeiten der besten klassischen Computer von heute übersteigen" soll.
Zu den weiteren Neuigkeiten von IBMs Quantum Summit 2022 zählen zwei neue Mitglieder im IBM Quantum Network: Bosch will mögliche Anwendungsfälle für Quantencomputing untersuchen und Vodafone an einer quantensicheren Verschlüsselung forschen.
(mma)
