IBM Eagle: Der erste Quantencomputer, den Supercomputer nicht simulieren können
Eagle ist der erste Quantencomputer, der mehr als 100 Qubits aufweist und so mehr Zustände verkörpern kann, als es Atome in allen Menschen der Erde gibt.
(Bild: Bartlomiej K. Wroblewski / Shutterstock.com)
Der erste Quantencomputer aus IBMs Eagle-Generation ist lauffähig. Verglichen mit dem Hummingbird-System von 2020 steigert Eagle die Anzahl der Quantum-Bits (Qubits) von 65 auf 127 – kein anderer Quantencomputer hat bisher mehr als 100 Qubits erreicht.
Die Beinahe-Verdoppelung ist komplexer, als sie auf den ersten Blick anmutet: Da Qubits bei der gegenseitigen Verschränkung viele Zustände verkörpern können, erreicht Eagle eine deutlich höhere Rechenleistung als andere Quantencomputer. Laut IBM lässt sich das System erstmals nicht mehr mit klassischer Computertechnik simulieren, selbst wenn man die schnellsten Supercomputer der Welt einsetzen würde.
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Demnach übersteigt die Zahl der möglichen Zustände von 127 Qubits die Anzahl der Atome in allen Menschen auf der Erde. Ab 300 Qubits nimmt man an, dass Quantencomputer mehr Zustände abbilden können, als es Atome im Universum gibt – diesen Schritt will IBM schon kommendes Jahr mit der Osprey-Generation erreichen.
3D-Aufbau mit Auslesemultiplexing
Beim Aufbau des Eagle-Quantenprozessors hat sich IBM von klassischen CPUs inspirieren lassen, bei denen die Logik bestehend aus Milliarden Transistoren auf einem Siliziumchip sitzt und diese ĂĽber Metallschichten miteinander verdrahtet werden. Im Falle von Eagle sitzen die Qubits auf einer eigenen Ebene, die Leitungen und Teile der Mikrowellenschaltung hingegen auf anderen.
(Bild:Â IBM)
Die Qubits sind jetzt im Wabenmuster ("Heavy-Hex-Topologie") und nicht mehr in Drei- oder Vierecken angeordnet, was laut IBM Frequenzkollisionen und die Fehlerrate reduziert, also zu einer deutlich höheren praktischen Leistung führt. Konkrete Angaben zur Fehlerrate, die bei Quantencomputern eine kritische Metrik darstellt, macht IBM allerdings nicht.
Von der zweiten Hummingbird-Revision hat IBM den Ansatz zur Ansteuerung übernommen: Statt jedes Qubit mit einem eigenen Satz von Steuer- und Ausleseelektronik auszustatten, was spätestens bei 100 Qubits zu sperrig wäre, verwendet die Firma gebündeltes Auslesemultiplexing zur Reduzierung der Elektronik und Verkabelung. Das spart Platz im Mischungskryostat.
(mma)
