Mit einem neuen Quantencomputer, der 50-mal schneller ist als der bisherige Rekord, beweist Amerika, dass es nichts von seinem technologischen Fortschritt eingebüßt hat

IBM revolutioniert die wissenschaftliche Forschung mit seinem neuen 156-Qubit-Quantenprozessor.

IBM hat mit der Inbetriebnahme seines neuen Prozessors einen neuen wichtigen Meilenstein in der Geschichte der Quantentechnologien gesetzt: der R2 Heron, ausgestattet mit 156 Qubits. Diese Innovation stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber früheren Modellen dar und verspricht Berechnungen bis zu 100 % 50-mal schnellerwodurch dieses System ideal für fortgeschrittene wissenschaftliche Forschung gerüstet ist.

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Der R2 Heron: Ein Leistungssprung nach vorne

Das neue Quantensystem von IBM, bestehend aus der Quantenverarbeitungseinheit (QPU) R2 Heron und der Softwareplattform Qiskit, wurde entwickelt, um die Leistung von Quantenberechnungen zu optimieren. Im Vergleich zu seinen Vorgängern kann der R2 Heron bis zu 5.000 Operationen an zwei Qubits durchführen, was die doppelte Kapazität gegenüber früheren Systemen darstellt und komplexe und schnellere Quantenberechnungen ermöglicht.

Der Quantencomputer ist angesichts dieser disruptiven Technologie, die ihn im wissenschaftlichen Bereich überholt, bereits veraltet

Tiefgreifende Implikationen für die wissenschaftliche Forschung

Die Hardware- und Softwareverbesserungen von IBM an seinem Quantensystem ermöglichen es nun, wissenschaftliche Probleme in so unterschiedlichen Bereichen wie Materialien, Chemie, Biowissenschaften, Hochenergiephysik und mehr anzugehen. Diese Fortschritte eröffnen den Weg für Forschungen, die zuvor aufgrund der Geschwindigkeits- und Kapazitätsbeschränkungen früherer Generationen von Quantentechnologien unerreichbar waren.

Optimierung und Softwarefortschritte

Neben der Erhöhung der Verarbeitungskapazität hat IBM auch erhebliche Softwareverbesserungen vorgenommen. Die Verwendung des Tensor-Netzwerk-Fehlerminderungsalgorithmus von Qiskit trägt beispielsweise dazu bei, die Auswirkungen von Störungen auf Qubits zu reduzieren. Darüber hinaus kann das System durch die Einführung parametrischer Kompilierungstechnik und Datenbewegungsoptimierung nun bis zu 150.000 Schaltkreisschichtoperationen pro Sekunde (CLOPS) ausführen, was eine drastische Verbesserung gegenüber der vorherigen Basisleistung darstellt.

Auf dem Weg zu einem quantenzentrierten Supercomputer

IBM stellt sich die Entwicklung „quantenzentrischer“ Supercomputer vor, die Quanten- und klassische Rechenressourcen kombinieren, um schneller brauchbare Ergebnisse zu liefern als mit reinen Quantensystemen. Dieser hybride Ansatz ermöglicht die parallele Verarbeitung von Aufgaben und zerlegt komplexe Algorithmen in Teile, die jede Hälfte des Systems effizient verarbeiten kann.

Anwendungsbeispiel: Zusammenarbeit mit RIKEN

Ein reales Beispiel für diese Technologie in Aktion ist die Zusammenarbeit von IBM mit RIKEN, einem wissenschaftlichen Forschungszentrum in Japan. Mit einer Methode namens Quantum-Selected Configuration Interaction nutzen Wissenschaftler Quantenhardware, um die elektronische Struktur von Eisensulfiden zu modellieren. Diese innovative Integration zwischen dem Fugaku-Supercomputer und einem IBM-Quantensystem vor Ort markiert einen großen Schritt bei der Verschmelzung von Quanten- und klassischen Rechenfunktionen.

Das weltweit fortschrittlichste Halbleiterland hat gerade die „physikalische“ Grenze der Größe des kleinsten Quantencomputers der Welt erreicht

In diesem Artikel werden die transformativen Auswirkungen des neuen 156-Qubit-Quantenprozessors R2 Heron von IBM untersucht, der dank erheblicher Fortschritte bei Hardware und Software nun in der Lage ist, komplexe und vielfältige wissenschaftliche Forschung durchzuführen. Mit einer verbesserten Leistung, die bis zu 50-mal schnellere Berechnungen als frühere Generationen ermöglicht, definiert IBM das Potenzial von Quantentechnologien zur Lösung erstklassiger wissenschaftlicher Probleme neu.

Quelle: IBM

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