IBM (IBM.US) erreicht entscheidenden Meilenstein in der Quantencomputing-Technologie: Erfolgreiche Verbindung und Kühlung von zwei Kryomodulen, Ziel ist die Einführung des weltweit ersten fehlertoleranten Quantencomputers im Jahr 2029.
IBM hat am Mittwoch bekannt gegeben, dass zwei kryogene Module erfolgreich miteinander verbunden und auf die gleiche Betriebsumgebung gekühlt wurden und erste Tests abgeschlossen sind. Das Unternehmen erklärte, diese modulare Architektur solle zu einem gemeinsam genutzten, ultra-kalten System ausgebaut werden, das Hunderte von Quantenchips verbinden kann. Dies stellt einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Einführung des IBM Quantum Starling im Jahr 2029 dar.
Die APP von Zhihui Finance erhielt die Information, dass IBM (IBM.US) am Mittwoch bekannt gab, dass zwei Kryomodule erfolgreich verbunden und auf dieselbe Betriebsumgebung abgekühlt wurden sowie erste Tests abgeschlossen sind. Das Unternehmen erklärt, dass diese modulare Architektur als ultrakalthaltiges Shared-System für das Verbinden von Hunderten Quantenchips ausgelegt ist und einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zur Einführung von IBM Quantum Starling im Jahr 2029 darstellt. IBM erwartet, dass Quantum Starling der weltweit erste fehlertolerante Quantencomputer wird, der Fortschritte in Bereichen wie Fehlerkorrektur, Prozessordesign, Dekodierung und Systemtechnik integriert.
IBM teilte mit, dass die Gesamthöhe der ersten beiden betriebsbereiten Module über 8 Fuß und die Breite über 8 Fuß beträgt. Erste Tests zeigen, dass diese zwei Module gemeinsam innerhalb von weniger als 5 Tagen auf 4 Kelvin, die Temperatur von flüssigem Helium, heruntergekühlt werden können und kurz darauf die Endtemperatur von unter 15 Millikelvin erreichen.
Verglichen mit den derzeit am weitesten verbreiteten IBM-Quantensystemen bietet die Vakuumhülle jedes Moduls bis zu 12 Mal mehr Verdrahtungsfläche. IBM weist darauf hin, dass dies mehr Chip-zu-Chip-Verbindungen sowohl innerhalb der Module als auch zwischen den Modulen unterstützt und so eine Hardwarebasis für größere Quantensysteme schafft.
Neue Architektur mit L-coupler-Verbindungstechnologie
Das neue Box-Design von IBM ermöglicht es, Module eng aneinander zu reihen und durch den vergrößerten Verdrahtungsraum Quantum-Prozessoren direkt über die L-coupler-Technologie von IBM miteinander zu verbinden. Der L-coupler wird verwendet, um verschiedene Quantenchips zu verbinden, damit sie Informationen teilen, miteinander kommunizieren und als Teil eines größeren Quantencomputers zusammenarbeiten können.
Gemäß der IBM-Quantum-Roadmap plant das Unternehmen, bis 2027 mithilfe des L-coupler mehrere Prozessoren zu einem größeren Quantencomputer mit mindestens 1.000 programmierbaren Qubits zu verbinden. Programmierbare Qubits sind Qubits, die direkt zur Berechnung genutzt werden können. Um dieses Ziel zu erreichen, plant IBM, später im Jahr IBM Quantum Nighthawk-Prozessoren in die Kryomodule einzubauen, um die Leistungstests zu erweitern. Zur Auslieferung von Quantum Starling beabsichtigt IBM, dass jedes Kryomodul Tausende Qubits aufnehmen kann.
IBM kündigte das Starling-Projekt im vergangenen Jahr an und stellte neue Fehlerkorrekturcodes vor, die die für die Fehlertoleranz notwendigen physischen Ressourcen deutlich verringerten. Anschließend präsentierte das Unternehmen wichtige Hardwarekomponenten und erzielte Durchbrüche bei der effizienten Fehlerkorrektur-Dekodierung.
Jay Gambetta, Leiter von IBM Research und IBM Fellow, erklärte: „Die Realisierung fehlertoleranter Quantencomputer für verschiedenste Branchen hängt von grundlegenden Fortschritten ab. Die erfolgreiche Verbindung und der Betrieb dieser Kryomodule markieren einen wichtigen Schritt in diese Richtung und werden zusammen mit kontinuierlicher Innovation bei Hardware, Software und Algorithmen unseren Fortschritt beschleunigen.“
IBM ergänzte, die neuen skalierbaren Kryomodule könnten das Innovationstempo weiter steigern. Zum Beispiel sind drei Schlüsselelemente der IBM Quantum System Two Umgebung bereits in der neuen Architektur integriert, aber das neue Design ermöglicht es, jeden Teil unabhängig zu testen, zu verbessern und schnell weiterzuentwickeln.
Mit Blick auf den Markt stieg der IBM-Aktienkurs am Mittwoch um rund 2 %. Das Unternehmen sieht in der Auslieferung der Kryomodule einen weiteren Beweis für den systematischen Fortschritt entlang der Quantum-Roadmap und die Überwindung eines weiteren wesentlichen Hindernisses auf dem Weg zum beschleunigten Ausbau fehlertoleranter Quantencomputer.
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