Wetenschappers hebben een doorbraak bereikt in quantumcomputing door de hoogste nauwkeurigheid ooit te behalen bij berekeningen met verstrengelde logische qubits op een supergeleidende quantumprocessor. De nieuwe aanpak voor foutcorrectie markeert een belangrijke stap richting praktisch bruikbare quantumcomputers.
Recordprestatie met IBM Quantum Heron
IBM heeft op zijn jaarlijkse Quantum Developer Conference bekendgemaakt dat het bedrijf aanzienlijke vooruitgang heeft geboekt in zowel hardware als software. Volgens newsrooibcom kan de IBM Quantum Heron-processor, momenteel de meest geavanceerde quantumprocessor van het bedrijf, nu bepaalde klassen van quantumcircuits met tot 5.000 twee-qubit gate-operaties nauwkeurig uitvoeren.
Deze prestatie is mogelijk gemaakt door Qiskit, IBM's quantumsoftwareplatform dat wordt omschreven als 's werelds meest performante quantumsoftware. De combinatie van geavanceerde hardware en software stelt onderzoekers in staat om complexere algoritmen uit te voeren dan voorheen mogelijk was.
Nieuwe generatie quantumprocessors
Naast de verbeteringen aan de Heron-processor introduceerde IBM ook de thequantuminsider.com, die beschikt over 120 qubits en een 30 procent hogere circuitcomplexiteit kan verwerken. Deze processor vertegenwoordigt de volgende stap in IBM's ambitieuze roadmap voor quantumcomputing.
Daarnaast kondigde het bedrijf de Quantum Loon-processor aan, samen met real-time quantum error decoding-technologie. Deze ontwikkelingen maken deel uit van IBM's strategie om tegen eind 2026 quantumvoordeel te bereiken en tegen 2029 fouttolerante quantumcomputing te realiseren.
Wetenschappelijke toepassingen
De verbeterde prestaties van IBM's quantumcomputers openen nieuwe mogelijkheden voor wetenschappelijk onderzoek. Volgens newsrooibcom kunnen gebruikers deze capaciteiten nu inzetten om te onderzoeken hoe quantumcomputers wetenschappelijke problemen kunnen aanpakken op het gebied van materiaalwetenschap, chemie, biowetenschappen en hoogenergetische fysica.
Vooraanstaande onderzoeksinstellingen zoals RIKEN en Cleveland Clinic verkennen nieuwe, wetenschappelijk waardevolle problemen door quantum- en klassieke computerbronnen te combineren met Qiskit. Het Rensselaer Polytechnic Institute zet stappen richting quantum-centrische supercomputing.
Evolutie van IBM's quantumtechnologie
IBM heeft sinds 2016 toegang geboden tot quantumhardware via IBM Cloud, waarmee het bedrijf springer.com realiseerde. De ontwikkeling van IBM's quantumprocessors heeft een opmerkelijke evolutie doorgemaakt, van de vroege Canary-processors tot het doorbreken van de 1.000-qubit-barrière.
De prestaties van IBM's quantumsystemen worden onder meer gemeten aan de hand van Quantum Volume, een metriek die de grootste willekeurige circuit van gelijke breedte en diepte kwantificeert die een computer succesvol kan implementeren. ibcom zes keer in vijf jaar tijd, waarbij de Falcon r10-processor een Quantum Volume van 256 bereikte.
Schaalvergroting en foutcorrectie
Een cruciale uitdaging in quantumcomputing is het opschalen van systemen en het bereiken van fouttolerantie. IBM werkt aan praktische, fouttolerante quantumsystemen die in staat zijn om real-world problemen aan te pakken. Het bedrijf heeft aangekondigd over te stappen op 300 mm wafer-fabricage, wat de ontwikkeling van chips en fouttolerante schaalvergroting moet versnellen.
Jay Gambetta, directeur van IBM Research en IBM Fellow, verklaarde volgens thequantuminsider.com dat IBM het enige bedrijf is dat gepositioneerd is om snel quantumsoftware, hardware, fabricage en foutcorrectie te ontwikkelen en op te schalen om transformatieve toepassingen te ontsluiten.
Toekomstperspectief
De recente doorbraken markeren een belangrijke fase in de geschiedenis van quantumtechnologie. Bedrijven beginnen potentieel bruikbare quantum-aangedreven alternatieven te bouwen voor klassieke productieoplossingen, terwijl theoretici werken aan rigoureuze bewijzen voor quantumvoordeel.
IBM's roadmap voorziet in het bereiken van quantumvoordeel tegen eind 2026, op voorwaarde dat de quantum- en HPC-gemeenschappen samenwerken. De combinatie van verbeterde hardware, geavanceerde software en nieuwe foutcorrectietechnieken brengt deze ambitie dichterbij dan ooit tevoren.