Im März dieses Jahres kündigte IBM den Start eines neuen Projekts mit dem Namen IBM Q an. In diesem Rahmen wird an Chips der neuen Generation - Quantenprozessoren - gearbeitet. Die IBM Q-Initiative erwies sich nach nur etwa zwei Monaten als recht erfolgreich, und die Mitarbeiter des Unternehmens haben bereits zwei leistungsstarke Prozessoren entwickelt. Die ersten Quantenentwicklungen des Unternehmens standen den Nutzern vor etwa einem Jahr offen. Quantenprozessoren haben die ganze Zeit einen guten Zweck erfüllt - wissenschaftliche Forschung. Derzeit haben Benutzer bereits rund 300.000 Quantenexperimente auf Basis dieser mit der IBM Cloud-Plattform verbundenen Chips durchgeführt.
Jetzt werden zwei weitere Prozessoren zu den bisherigen Errungenschaften des Unternehmens hinzugefügt. Der erste ist ein 16-Qubit-Prozessor, der für den wissenschaftlichen Bereich ausgelegt ist. Es steht Entwicklern, Programmierern und Forschern auf dem Gebiet der Quantenalgorithmen zur Verfügung. Der 16-Qubit-Prozessor ermöglicht komplexere Experimente als der vorherige 5-Qubit-Prozessor, der Teil der IBM Quantum Experience-Plattform war. Der Beta-Zugriff auf das neue Produkt ist auf Anfrage in der
IBM Q-Erfahrung verfügbar. Das neue Software Development Kit ist auf
GitHub verfügbar.
Der zweite Prozessor ist ein 17-Qubit-Prozessor, der für den kommerziellen Gebrauch vorgesehen ist. Die Architektur ist hier stark verbessert, der Prozessor ist viel leistungsfähiger als die Vorgängerversionen. Tatsächlich ist dies der leistungsstärkste Quantenprozessor von allen, den das Unternehmen jemals entwickelt hat. Bei der Arbeit an dem Projekt hatten Wissenschaftler und Ingenieure eine klare Aufgabe: einen Prozessor zu erstellen, der doppelt so produktiv ist wie der, der derzeit in der IBM Cloud funktioniert.
„Dank bedeutender Fortschritte in der Prozessorentwicklung kann IBM in naher Zukunft 50-Qubit-Prozessoren oder noch leistungsstärkere Chips entwickeln. Mit ihrer Hilfe wird es möglich sein, die Vorteile von Quantensystemen gegenüber herkömmlichen zu demonstrieren “, sagte Arvind Krishna, Vice President und Leiter von IBM Research and Hybrid Cloud. "Mit diesen Quantensystem-Updates, die über die IBM Cloud verfügbar sind, können wir uns vorstellen, wie neue Anwendungen funktionieren werden. Wir können neue Horizonte erreichen, die im Zeitalter des traditionellen Computer-Computing nicht verfügbar waren."
In nur einem Jahr war es mehr als dreimal möglich, die Anzahl der Qubits für ihre Quantenprozessoren zu erhöhen. Sie können in Bereichen arbeiten, die für herkömmliche Computer nicht verfügbar sind, auch in sehr produktiven. Quantenprozessoren können bei der Suche nach neuen Medikamenten und Materialien helfen (z. B. Hochtemperatursupraleiter, die bei Raumtemperatur einen Zustand der Supraleitung aufrechterhalten), als Grundlage für KI dienen, Daten schützen und Finanzströme verwalten. Im Allgemeinen hoffen Experten, mit Hilfe von Quantenprozessoren Aufgaben der folgenden Art ausführen zu können:
• Schnelle Verarbeitung großer Datenbanken
• Optimierung von Prozessen, deren Natur dem sogenannten
Problem des Handlungsreisenden nahe kommt• Analyse und Verarbeitung wissenschaftlicher Daten mit Identifizierung bestimmter Muster
• Faktorisierung von Zahlen mit dem Shore-Algorithmus
Beispielsweise können Wissenschaftler komplexe chemische Reaktionen auf der Suche nach neuen chemischen Verbindungen untersuchen. Jetzt hängt vieles von der Anzahl der Qubits von Quantenprozessoren ab. Quantencomputer können Muster und Abhängigkeiten zwischen einzelnen Daten unterscheiden, selbst wenn herkömmliche Computersysteme diese Aufgabe nicht bewältigen können.
Eine neue Metrik ist erforderlich, um die Eigenschaften der Rechenleistung von Systemen zu beschreiben, da die Kriterien zur Bewertung der Leistung herkömmlicher Prozessoren und Computersysteme nicht anwendbar sind. Aus diesem Grund hat das Unternehmen eine neue Quantum Volume-Metrik eingeführt. Diese Metrik berücksichtigt die Anzahl und Qualität der Qubits, die Konnektivität verschiedener Kanäle und die Anzahl der Fehler in Operationen. Bereits in naher Zukunft plant IBM, die Anzahl der Qubits in einem Prozessor auf 50 und höher zu erhöhen. In den nächsten Jahren plant IBM, seine Quantensysteme weiter zu verfeinern, um sie wesentlich produktiver zu machen.