IBM heeft de krachtigste supergeleidende kwantumprocessor ooit aangekondigd

We hebben u onlangs verteld over de nieuwste ontwikkeling van de China University of Science and Technology, die heeft ontworpen: Quantumprocessor met 66 qubits (Quantum Bits) – 13 meer dan de Sycamore-chip van Google. Maar in een overweldigende aankondiging onthulde IBM een prototype dat bijna twee keer zo groot is, met 127 qubits. Het wordt de Eagle genoemd, en dus zou het, in theorie, de krachtigste supergeleidende kwantumprocessor ter wereld zijn.

Nieuwere supercomputers kunnen de resultaten van een kwantumcomputer reproduceren van 5 tot 20 qubits, maar vanaf 50 qubits is dat een onmogelijke opgave. Dit gaat verder dan een “vereenvoudigde” vorm van kwantumsuperioriteit (of functie) (die eerdere systemen zoals de Chinese Zuchongzhi-processor hadden kunnen bereiken) door bijvoorbeeld een complex wiskundig probleem op te lossen.

In feite kan men deze verklaringen als echt onoprecht beschouwen, aangezien deze drempel niet zo constant is als tot voor kort werd gedacht, omdat het nu mogelijk is om het gedrag van een kwantumcomputer te “simuleren” met conventionele computers van meer dan 49 qubits, in het bijzonder dankzij wiskundige technieken.

Hoe dan ook, om “beter” te bewijzen, zoals IBM suggereert, zou deze nieuwe processor genaamd Eagle in staat moeten zijn om dezelfde wiskundige problemen op te lossen die zijn concurrenten eerder sneller hebben opgelost. De in deze context geteste “rekenkracht” is echter beperkt tot een nauwkeurig type rekentoepassing.

Met andere woorden, op dit moment kunnen kwantumcomputers niet worden gebruikt in gangbare praktijksituaties, om nog maar te zwijgen van de omvang en complexiteit van bestaande kwantumsystemen. Dit is de reden waarom veel onderzoeksteams over de hele wereld proberen te innoveren door nieuwe architecturen voor te stellen.

Eagle, de eerste bouwsteen van praktische quantum computing?

Maar daarvoor was het nog een lange weg te gaan, vooral omdat de huidige kwantumsystemen maar een zeer beperkt aantal qubits bevatten. Hiervoor richt het onderzoek zich vooral op dit probleem, met als doel krachtigere en kleinere processors te produceren.

IBM’s Eagle-processor past perfect in de inspanning. Met 127 qubits is het nu de grootste supergeleidende kwantumprocessor, en dus de krachtigste in theorie. Elke extra qubit die aan een kwantumcomputer wordt toegevoegd, betekent een aanzienlijke vooruitgang in capaciteit, in tegenstelling tot conventionele computers die lineair krachtiger zijn. De extra qubit verdubbelt effectief het potentiële vermogen van de processor. Met 61 qubits extra ten opzichte van de Chinese processor, zal de Eagle in theorie duizenden keren meer vermogen ontwikkelen.

Er zijn drie hoofdtypen qubits: supergeleiders, ingesloten ionen en fotonen. De afgelopen jaren heeft kwantumcomputing zich vooral gericht op supergeleidende qubits, een van de belangrijkste technologieën die worden ondersteund door Google en IBM. ” Met Eagle hebben we laten zien dat we kunnen schalen en dat we genoeg qubits kunnen gaan genereren om genoeg rekenkracht te hebben om interessante problemen op te lossen. Het is een startpunt voor grotere machines legt Bob Sutter van IBM uit. Het belangrijkste nadeel van supergeleidende qubits is echter de noodzaak om ze te ontwikkelen in een omgeving met temperaturen dicht bij het absolute nulpunt (-273,15 ° C).

Volgende details…

Het is echter moeilijk om de kracht van de IBM-chip te vergelijken met die van eerdere processors. Google en USTC gebruikten een gemeenschappelijke benchmark om hun chips te beoordelen, waarbij een kwantumcircuit werd gesimuleerd en willekeurige getallen uit de uitvoer werden genomen. IBM beweert een meer programmeerbare en aanpasbare processor te hebben gemaakt, maar heeft nog geen academisch artikel gepubliceerd waarin de prestaties of mogelijkheden worden geschetst.

Hoewel het volgens sommige experts interessant is om de prestaties uitsluitend op basis van het aantal qubits te evalueren, zijn er een aantal andere statistieken die het overwegen waard zijn, waarvan er nog geen enkele voor Eagle is vrijgegeven. Sterker nog, de processor moet naast capaciteit ook in de kern efficiënt zijn.

Maar daar stopt IBM niet: het bedrijf zei dat het hoopt volgend jaar een 400-kilobit-processor te presenteren en het volgende jaar de 1.000-kilobit-barrière te doorbreken met zijn Condor-chip, waarvan het zegt dat het “eindelijk” in staat zal zijn om “echte” quantum suprematie.” , zal naar verwachting de grens van schaalbaarheid bereiken, waarvoor het ontwerp van kwantumcomputers nodig is op basis van netwerken van processors die zijn gekoppeld aan optische vezels. Alleen dan kan het potentieel van kwantumcomputing worden ontketend.