Quantum computer hardware en software glanzen

IBM onthulde zijn krachtigste quantumcomputersysteem tot nu toe, Osprey, een 433-qubit machine die drie keer zoveel qubits ondersteunt als het huidige Eagle-systeem, en herhaalde zijn plannen om een 1.121-qubit machine te lanceren, Condor genaamd. Qubit-processors in 2023.

Op de IBM Quantum Summit van 2022 zei het bedrijf ook dat het doorgaat met de ontwikkeling van een modulair kwantumplatform genaamd System Two, dat meerdere processors combineert in een systeem met nieuwe communicatieverbindingen. IBM zei dat het een hybride cloud Middleware zal gebruiken om kwantum- en klassieke workflows te integreren.

Daarnaast zei IBM dat het door zal gaan met het ontwikkelen van prototypes van quantum softwaretoepassingen voor specifieke use cases. IBM zegt dat tegen 2025 ontwikkelaars in staat zullen zijn om onder andere quantum machine learning toepassingen te verkennen.

Big Blue volgt een kwantumroutekaart die eerder dit jaar is opgesteld met langetermijndoelen. Het omvat het ontwikkelen van een 4000-qubit systeem tegen 2025, opgebouwd uit een cluster van kwantumprocessoren en het samenwerken met partners om software te ontwikkelen die kwantumsystemen kan besturen en ze in netwerken kan verbinden, terwijl fouten die kwantuminspanningen kunnen vertragen, worden geëlimineerd.

"We zien vandaag de dag drie belangrijke toepassingsgebieden voor kwantumcomputers: het simuleren van de natuur, zoals materialen en chemie; het oplossen van problemen rond datastructuren, zoals sommige in optimalisatie en machine learning; en problemen in de zuivere wiskunde en getaltheorie," aldus Oliver Dial, hoofd hardware-architect bij Quantum. "Dit is waar we onmiddellijke use cases zien. Maar hoe meer mensen quantum gebruiken, hoe meer use cases er gevonden zullen worden."

Hoewel de vooruitgang in hardware de ontwikkeling van kwantumnaalden heeft gestimuleerd, zal software een belangrijke rol spelen in de vooruitgang van de technologie.

IBM heeft deze week ook een bèta-update uitgebracht voor Qiskit Runtime, dat IBM "een kwantumcomputingservice en programmeermodel waarmee gebruikers werklasten kunnen optimaliseren en efficiënt kunnen uitvoeren op grootschalige kwantumsystemen" noemt. De update bevat nu een functie waarmee gebruikers snelheid kunnen ruilen met een eenvoudige aanpassing van de API om het aantal fouten te verminderen.

"Kwantumcomputers hebben hogere foutpercentages dan klassieke computers vanwege de subtiele aard van kwantumtoestanden," zei Dial. "We praten meestal over poortgetrouwheid - over het percentage van de tijd dat een kwantumcomputer het juiste antwoord geeft na één bewerking. De huidige stand van zaken is ongeveer 99,9 procent, oftewel één fout per duizend poorten," aldus Dial.

"Technieken zoals foutbeperking stellen ons in staat om de effectieve getrouwheid van het apparaat te verhogen door het circuit meerdere keren uit te voeren en antwoorden te combineren, waardoor we kwaliteit en schaal/snelheid kunnen afwegen. Voor de gebruiker maakt dit Quantum flexibeler in het gebruik. Ze kunnen zelf beslissen welke combinatie van massa en schaal/snelheid voor hen het beste werkt," aldus Dial.

Het doel is volledige kwantumfoutcorrectie. Tegelijkertijd stellen deze technologieën gebruikers in staat om op korte termijn echte waarde te ontlenen aan kwantummachines, aldus Dial.

Partners uit de industrie zullen ook een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van kwantumsystemen. Deze week zei IBM dat het een samenwerking is aangegaan met Vodafone om quantum use cases voor telecommunicatie te ontwikkelen. De telecomprovider zal ook IBM Quantum Safe cryptografietechnologie in zijn systemen toepassen.

Vodafone wordt onderdeel van het IBM Quantum Network, dat 200 organisaties en meer dan 450.000 gebruikers omvat. Naast Vodafone heeft het netwerk de Franse bank Crédit Mutuel toegevoegd om gebruikscases in de financiële dienstverlening te onderzoeken, en het Zwitserse R&D-agentschap uptown Basel om de ontwikkeling van quantumvaardigheden te bevorderen.