Wie IBM mit Nighthawk Quantenüberlegenheit zeigen will

Der Nighthawk-Quantenprozessor von IBM verknüpft 120 Qubits und greift nach der Quantenüberlegenheit. Eine zweite Chipreihe reizt die Quantenfehlertoleranz aus.

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(Bild: IBM)

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Quantencomputern mangelt es bis heute an Prozessoren mit einer Vielzahl an Qubits, die sich zudem beliebig verschränken lassen. Erst damit werden komplexe Quantenalgorithmen möglich, die zum Beispiel Wirkstoffe molekular simulieren oder komplexe Optimierungsprobleme in Echtzeit lösen. Diesen Zielen ist IBM mit seinem am 12. November auf der Quantum Developer Conference in Atlanta präsentierten Nighthawk-Quantenprozessor näher gekommen.

Der Nighthawk-Chip, in diesem Rendering virtuell auseinandergenommen, schafft mehr Qubitverbindungen als Vorgängerchips und erlaubt Berechnungen mit bis zu 5000 Zwei-Qubit-Gattern.

(Bild: IBM)

Bis Ende 2026 plant der Konzern, mit der neu vorgestellten Chiparchitektur die Überlegenheit seiner Quantencomputer gegenüber klassischer Rechentechnik zu beweisen. Das Ziel ist also eine Anwendung, die man auf dem Nighthawk schneller berechnen kann als mit irgendeiner konventionellen Methode, Supercomputer eingeschlossen. 2029 sollen dann bereits fehlertolerante IBM-Quantenchips verfügbar sein, unerlässlich für die wirtschaftliche Anwendung von Quantencomputern.

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Forschungschef Jay Gambetta sieht IBM als einziges Unternehmen imstande, Hard- und Software von Quantencomputern gleichermaßen abzudecken: Konzepte und Fertigung für die Prozessoren ebenso wie die Entwicklung von Quantensoftware und Mechanismen der Fehlerkorrektur. Als bisher am weitesten entwickelten Quantenprozessor stellte er den "Quantum Nighthawk" vor. Jedes der 120 Qubits auf diesem Baustein ist in einem quadratischen Gitter mit vier Nachbarn verbunden. Die gegenüber Vorgänger-Prozessoren gesteigerte Konnektivität soll zusammen mit einer verringerten Fehlerrate rechenintensivere Algorithmen ermöglichen mit bis zu 5000 Zwei-Qubit-Gattern, den für Quantencomputing entscheidenden Verschränkungsoperationen. IBM kündigte an, den neuen Prozessor bis Ende 2025 an die ersten Kunden auszuliefern.

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