IBM presenteert nieuwe kwantumprocessors, softwarefuncties en experimenten die de ontwikkeling richting kwantumvoordeel en fouttolerante kwantumcomputers versnellen.
IBM kondigt op zijn jaarlijkse Quantum Developer Conference meerdere nieuwe stappen aan in de ontwikkeling van kwantumtechnologie. Het bedrijf introduceert een nieuwe processor, breidt zijn softwarestack uit en toont experimentele resultaten die moeten bijdragen aan kwantumcomputers die conventionele systemen overtreffen tegen eind 2026 en fouttolerante systemen in 2029.
Centraal staat de IBM Quantum Nighthawk-processor. Dit nieuwe model bevat 120 qubits en 218 verstelbare koppelingen tussen qubits. Volgens IBM ondersteunt de architectuur circuits die tot 30 procent complexer zijn dan op de vorige generatie processors. Gebruikers zouden berekeningen kunnen uitvoeren met maximaal 5.000 twee-qubit-poorten. De fabrikant verwacht dat latere versies van Nighthawk dit aantal verhogen tot 15.000 poorten in 2028.
Meetbare suprematie
Om de vooruitgang richting kwantumvoordeel meetbaar te maken, werkt IBM met verschillende onderzoeksinstellingen samen aan een openbaar kwantumsuprematie-volgsysteem. Dit platform bevat momenteel drie experimenten, waaronder variatieproblemen en taken die goed klassiek te controleren zijn. Het moet het bredere onderzoeksveld in staat stellen om resultaten te vergelijken met klassieke simulatiemethoden.
Op tijd en stond roepen bedrijven zoals D-Wave de kwantumsuprematie wel uit, maar dan gaat het doorgaans over systemen die een heel niche probleem oplossen dat moeilijk te vertalen is naar een breder algemeen gebruik. IBM hoopt een objectievere maatstaat te promoten en natuurlijk zelf als eerste de suprematie-barrière te doorbreken.
Software en binaire systemen
De softwarestack Qiskit krijgt eveneens nieuwe mogelijkheden. Dankzij dynamische circuits claimt IBM een nauwkeurigheidswinst van 24 procent bij systemen met meer dan 100 qubits. Een nieuw uitvoermodel en een C-API moeten het eenvoudiger maken om foutreductie uit te voeren in combinatie met HPC-systemen. IBM meldt dat het fouten binnen 480 nanoseconden kan decoderen met qLDPC-codes en klassieke HPC-hardware.
De kosten om nauwkeurige resultaten uit berekeningen te halen zouden hierdoor meer dan honderd keer lager uitvallen. Daarnaast komt er een C++-interface om kwantumprogramma’s rechtstreeks in HPC-omgevingen te ontwikkelen.
De tandem tussen HPC en kwantum raakt dit jaar op snelheid. Niet alleen IBM zet eropin, maar ook Nvidia. Dat is niet onlogisch: kwantumcomputers beloven ongeziene prestaties maar niet voor alle toepassingen. Windows en Office zullen beter draaien op een kwantumcomputer. In dat opzicht kan het interessant zijn om kwantumcomputers als subsystemen of accelerators te behandelen, die samenwerken met binaire systemen waar dat meerwaarde biedt.
Loon voor lange termijn
Naast kortetermijnstappen presenteert IBM ook zijn experimentele Quantum Loon-processor. Deze demonstreert volgens het bedrijf alle hardware-elementen die nodig zijn voor fouttolerante kwantumcomputers. De chip bevat onder meer extra routeringslagen die langere verbindingen tussen qubits mogelijk maken
De productie van kwantumchips verhuist intussen naar een 300mm-waferfaciliteit in het Albany NanoTech-complex in New York. Door de modernere productielijn zegt IBM de ontwikkelsnelheid te verdubbelen en complexere chipontwerpen te kunnen testen.