IBM plantet fehlertolerantes Quantencomputer-System für 2029

IBM plant, bis 2029 die weltweit erste fehlertolerante Quantencomputer einzuwerfen, der in der Lage sein wird, 100 Millionen Operationen durchzuführen. Der Aufbau des dafür notwendigen Standorts ist bereits im Gange. Im Jahr 2022 gab das Unternehmen bekannt, dass es 2024 zwei neue Mehrqubits-Quantenprozessoren namens Crossbill und Flamingo vorstellen wird. Crossbill verfügt über 408 Qubits und wird erstmals kurze Logikschichten mit Fehlertoleranz implementieren. Flamingo hingegen verfügt über 1.386 Qubits und wird langes Logikschichten mit Fehlertoleranz nutzen. Im Jahr 2023 machten IBM-Wissenschaftler einen wichtigen Durchbruch, indem sie eine Quanteninformationspeicherungslösung basierend auf qLDPC-Codes (auch als Gross Codes bezeichnet) entwickelten. Diese Codes können 12 logische Qubits in 144 physische Qubits kodieren, unterstützt durch 144 zusätzliche Qubits für Fehlerkorrektur, sodass insgesamt 288 physische Qubits verwendet werden. Im Vergleich zur bisherigen Standardmethode, dem Surface Code, zeigten die qLDPC-Codes eine vergleichbare Fehlerkorrekturfähigkeit, aber mit einem wesentlich geringeren Ressourcenverbrauch. Dies bedeutet, dass qLDPC-Codes nur ein Zehntel der physischen Qubits benötigen, um die gleiche Leistung zu erzielen. In einer aktuellen Veröffentlichung auf arXiv beschrieb IBM detailliert ein Modularkonzept für fehlertolerante Quantencomputer, das auf den in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Gross Codes basiert. In dieser Publikation schlug IBM außerdem eine hochpräzise, schnelle und flexible Fehlerkorrekturstrategie vor, die effizient auf FPGA oder ASIC-Chips implementiert werden kann, um die Fehlerkorrektur in Echtzeit durchzuführen. Dieser Ansatz stärkt IBMs Position in der Entwicklung von Quantentechnologien und unterstreicht die Fähigkeit des Unternehmens, innovative Lösungen zu liefern. Neil Gillespie, Chief Decoder bei der britischen Quantencomputing-Firma Riverlane, bewertete diese Innovationen positiv: "Dies stärkt das Vertrauen in IBMs Fehlerkorrekturmethoden." IBM ist bereits auf der vorderen Stoßrichtung der Branche, indem es mehrere Quantencomputer über seine Cloud-Plattform und Kundenstandorte bereitstellt. Einer dieser Prozessoren ist der Heron-Processor, der 156 Qubits aufweist. Heron gilt als der leistungsfähigste Quantenprozessor, den IBM momentan anbietet, und wird nicht nur in dem IBM Quantum System Two eingesetzt, sondern auch in anderen Quantencomputing-Plattformen integriert. Die Entwicklung von fehlertoleranten Quantencomputern ist ein entscheidender Schritt für die Zukunft der Quantentechnologie. Solche Systeme könnten komplexe Berechnungen durchführen, die für klassische Computer unerschwinglich sind, und dabei eine hohe Zuverlässigkeit gewährleisten. IBM hat sich damit etabliert, an der Spitze der Forschung und Entwicklung in diesem Bereich zu stehen, und setzt kontinuierlich auf innovative Ansätze, um die Leistung und Effizienz seiner Quantenprozessoren weiter zu verbessern. Industrieexperten sehen in diesen Fortschritten von IBM ein deutliches Signal für die zunehmende Reife der Quantentechnologie. Die Fähigkeit, effiziente Fehlerkorrekturmechanismen zu implementieren, ist entscheidend für die Skalierung und den praktischen Einsatz von Quantencomputern in verschiedenen Anwendungsbereichen. IBM, als eines der führenden Unternehmen in diesem Feld, zeigt hiermit, wie ernst es die Entwicklungsziele nimmt und welche Investitionen es in die Zukunft der Quantentechnologie steckt.