Hardware für Quantencomputing Quantenprozessoren stellen neue Leistungsrekorde auf

Quantinuum hat in Tests mit ihrem H1-1-Prozessor einen Meilenstein beim Quantenvolumen (QV) erreicht. Es erzielte erst einen Wert von 16.384 (2¹⁴) und dann 32.768 (2¹⁵). Basierend auf dem QV-Benchmark, der von IBM entwickelt wurde, um die allgemeinen Fähigkeiten eines Quantencomputers widerzuspiegeln, stellt das eine Hochwassermarke für die Quantencomputing-Industrie dar.

„Quantenvolumen ist entscheidend für die laufende Entwicklung und Forschung, um die größeren und besseren Quantencomputer zu entwickeln, die erforderlich für einen Quantenvorteil sind“, sagt Paul Smith-Goodson, Analyst bei Moor Insights & Strategy. „Quantinuum hat seit Beginn priorisiert, sein Quantenvolumen zu erhöhen, was nicht nur seinen aktuellen Anwendungen zugute kam, sondern sich selbst als Maßstab für das Erreichen von Quantenvorteilen etabliert hat.“

Gründe für das gesteigerte Volumen

Dabei ist es bereits das achte Mal, dass Quantinuums H-Serie innerhalb von weniger als drei Jahren einen Branchenmaßstab gesetzt hat. Das erfüllt ebenfalls eine im März 2020 getroffene öffentliche Verpflichtung, die Leistung der Quantenprozessoren jedes Jahr über fünf Jahre hinweg um eine Größenordnung zu erhöhen.

Um den Benchmark zu erreichen, waren unter anderem eine Reduzierung des Phasenrauschens der Laser, eine Verringerung der Zwei-Qubit-Gate- und Speicherfehler sowie Verbesserungen der Elemente des Kalibrierungsprozesses notwendig. Laut Quantinuum können die neuen Prozessoren den Zeitaufwand für den Einsatz von Algorithmen verkürzen, die Fähigkeit zur Ausführung von Quantenfehlerkorrekturcodes verbessern und zu besseren Ergebnissen in der Forschung führen.

„Wir sind genau dort, wo wir uns auf unserer Roadmap sehen wollen“, sagt Tony Uttley, Präsident und COO von Quantinuum. „Unser Hardware-Team liefert weiterhin technische Verbesserungen, und unser Ansatz, unsere Quantencomputer kontinuierlich zu aktualisieren, bedeutet, dass diese sofort von unseren Kunden wahrgenommen werden.“

Ergebnisse öffentlich zugänglich

Eine fünfstellige QV-Zahl wirkt sich aufgrund der niedrigen Fehlerraten, der Anzahl der Quantenfehler und langen Schaltungen positiv auf die Echtzeit-Quantenfehlerkorrektur (QEC) aus. QEC ist ein kritischer Bestandteil des großangelegten Quantencomputings, und je früher es auf der heutigen Hardware erforscht werden kann, desto schneller kann es im großen Maßstab demonstriert werden.

„Da sich die Technologie schnell verbessert, tun wir alles in unserer Macht Stehende, um unseren Kunden und der Gemeinschaft zu helfen, zu verstehen, wie wir so schnelle Fortschritte erzielen“, sagt Jenni Strabley, Senior Director of Offering Management bei Quantinuum. „Aus diesem Grund haben wir die Daten hinter den Ergebnissen, die wir heute bekanntgegeben haben, veröffentlicht. Unser Ziel ist es, Quantencomputing zu beschleunigen, und das können wir nur als Branche erreichen.“ Die Hardware-Spezifikationen sind deshalb ebenfalls online einsehbar.