IBM: Quantencomputer übertreffen klassische Systeme mit verifizierbaren Ergebnissen

Die IBM International Business Machines Corporation ↗ 0.23% gab am Donnerstag bekannt, dass Quantencomputer ein Stadium erreicht haben, in dem sie Berechnungen durchführen können, die außerhalb der praktischen Reichweite klassischer Systeme liegen, während sie gleichzeitig vertrauenswürdige und verifizierbare Ergebnisse liefern. Das Unternehmen bezeichnet diesen Meilenstein als "Quantenvorteil".ibm+1

Die Behauptung, die in drei gemeinsam mit Forschungspartnern wie der University of Chicago, dem finnisch-italienischen Startup Algorithmiq und der israelischen Firma Qedma erstellten Arbeiten detailliert dargelegt wird, stellt laut IBM-Forschungsleiter Jay Gambetta einen "entscheidenden Meilenstein" dar. Er erklärte: "Wir befinden uns nun fest in der Ära des Quantenvorteils."prnewswire

Eine 15-Minuten-Berechnung, die klassische Maschinen nicht erreichen

In der eindrucksvollsten Demonstration kodierten Forscher von IBM und der University of Chicago 70 logische Qubits mithilfe einer neuartigen Fehlerkorrekturmethode. Sie schlossen eine Berechnung in etwa 15 Minuten ab, die führende klassische Ansätze nicht in einem vertretbaren Zeitrahmen replizieren konnten. Das Team führte 2.415 logische Zwei-Qubit-Operationen und 468 logische "T-Gatter" aus und erreichte effektive Fehlerraten, die 10-mal niedriger waren als die zugrunde liegenden physikalischen Fehlerraten. Dies ist eine der bisher größten Demonstrationen logischen Quantencomputings.prnewswire+2

Die entscheidende Innovation war eine strukturierte Alternative zum zufälligen Circuit-Sampling, die die rechnerische Komplexität beibehält und gleichzeitig eine Fehlererkennung während der Berechnung selbst ermöglicht. "Die Verifizierung bleibt eine der größten Herausforderungen bei der Etablierung eines experimentellen Quantenvorteils", sagte Bill Fefferman, außerordentlicher Professor an der University of Chicago.prnewswire

Das Vertrauensproblem lösen

Eine zentrale Herausforderung in allen drei Arbeiten bestand darin, Vertrauen in Quantenergebnisse aufzubauen, wenn kein klassischer Computer sie verifizieren kann. Algorithmiq und IBM lösten dies, indem sie heterogene Quantenmaterie auf einem IBM Quantum Heron-Prozessor simulierten und dann gezielt die Rauschbedingungen über mehrere Prozessoren hinweg variierten, um die Stabilität der Ergebnisse zu demonstrieren. Acht Monate nachdem das Problem erstmals auf dem Quantum Advantage Tracker von IBM veröffentlicht wurde, konnte keine klassische Methode die Quantenergebnisse über den gesamten Problembereich hinweg zuverlässig reproduzieren.startupbusiness+1

Unabhängig davon modellierten IBM und Qedma die Floquet-Dynamik in Systemen mit bis zu 74 Qubits und beobachteten anhaltende Quantenoszillationen, die zwei führende klassische Simulationsmethoden, einschließlich Berechnungen auf Japans Fugaku-Supercomputer, nicht konsistent auflösen konnten.stocktitan+1

Einladung zur offenen Prüfung

Anstatt den Sieg zu verkünden, lädt IBM die Forschungsgemeinschaft dazu ein, die Ergebnisse zu hinterfragen. Alle Ergebnisse wurden auf dem Quantum Advantage Tracker veröffentlicht, und Algorithmiq hat ein Open-Source-Tool namens Monoprop herausgebracht, mit dem jede Gruppe Behauptungen zum Quantenvorteil einem Stresstest unterziehen kann. Die CEO von Algorithmiq, Sabrina Maniscalco, bezeichnete die Ergebnisse als "unsere bisher stärkste veröffentlichte Behauptung" und merkte an, dass "der Nachweis des Quantenvorteils ein fortlaufender Prozess ist, kein einzelner Moment."tradingview+1