Neuer IBM-Quantenchip soll 2026 Quantenüberlegenheit beweisen

Auf seiner jährlichen Quantum Developer Conference in Atlanta präsentiert IBM heute seine Quantencomputing-Roadmap. Bis Ende 2026 plant der Konzern, die Überlegenheit seiner Quantencomputer gegenüber klassischer Rechentechnik zu beweisen. 2029 sollen bereits fehlertolerante IBM-Quantenchips möglich sein, eine wichtige Voraussetzung für die Nutzung wirtschaftlicher Anwendungen auf Quantencomputern.

„Wir glauben, das einzige Unternehmen zu sein, das sowohl die Konzeption und Fertigung der Hardware von Quantencomputern als auch die dazugehörige Software und die Fehlerkorrektur entwickeln und ausrollen kann“, sagt IBM-Forschungschef Jay Gambetta. Als bisher am weitesten entwickelten Quantenprozessor stellte er den Quantum Nighthawk vor, mit 120 Qubits und einer neuen Architektur. Auf dieser Basis und mit leistungsstarker Quantensoftware will IBM im kommenden Jahr die Quantenüberlegenheit beweisen. Dazu will man bis dahin eine Anwendung vorstellen, die man auf dem Quantum Nighthawk schneller berechnen kann als mit sonst irgendeiner klassischen Methode, Supercomputer eingeschlossen.

Auf dem Nighthawk-Prozessor ist jedes Qubit in einem quadratischen Gitter mit jedem seiner vier Nachbarn verbunden. Die so im Vergleich zu den Vorgängerchips gesteigerte Konnektivität soll auf dem Chip rechenintensivere Algorithmen ermöglichen, mit bis zu 5.000 Zwei-Qubit-Gattern, den für Quantencomputing entscheidenden Verschränkungsoperationen. Laut aktueller IBM-Roadmap sollen künftige Weiterentwicklungen des Nighthawk bis Ende 2026 schon bis zu 7500 Zwei-Qubit-Gatter unterstützen. Bis 2028 soll diese Chiparchitektur auf mindestens 1000 Qubits bis zu 15.000 Zwei-Qubit-Gatter abbilden. Sogenannte Langstreckenkoppler, die bereits auf experimentellen Prozessoren demonstriert werden konnten, sollen dann noch mehr Verbindungen zwischen den Qubits ermöglichen.

Parallel entwickelt IBM einen experimentellen Prozessor, der alle Komponenten für fehlertolerantes Quantencomputing umfasst. Unter der Bezeichnung Loon entsteht eine neue Architektur, auf der der Konzern alle schon heute entwickelten Komponenten für effiziente Quantenfehlerkorrektur skalierbar implementieren will. Zudem sollen neue Routing-Schichten zusätzliche Langstreckenkoppler zwischen Qubits verwirklichen. Mit dem Loon-Prozessor kündigt IBM für 2029 erstmals einen fehlertoleranten Quantencomputer an.

(agr)