IBM Quantum Starling kwamtumcomputer is in 2029 operationeel

IBM Quantum Starling zal naar verwachting 20.000 keer meer bewerkingen uitvoeren dan de huidige kwantumcomputers. Om de computationele staat van een IBM Starling te representeren, zou de geheugencapaciteit van meer dan een quindeciljoen (1048) van de krachtigste supercomputers ter wereld nodig zijn. Met Starling kunnen gebruikers de complexiteit van zijn kwantumtoestanden volledig verkennen, wat verder gaat dan de beperkte eigenschappen die toegankelijk zijn met de huidige kwantumcomputers.

Arvind Krishna, voorzitter en CEO van IBM, verklaarde: "IBM baant de weg voor de volgende grens in kwantumcomputing. Onze expertise op het gebied van wiskunde, fysica en engineering maakt de weg vrij voor een grootschalige, fouttolerante kwantumcomputer – een die problemen uit de echte wereld zal oplossen en immense mogelijkheden zal ontsluiten voor het bedrijfsleven."

Een grootschalige, fouttolerante kwantumcomputer met honderden of duizenden logische qubits zou honderden miljoenen tot miljarden bewerkingen kunnen uitvoeren, wat tijd- en kostenbesparingen zou kunnen versnellen op gebieden zoals geneesmiddelenontwikkeling, materiaalinnovatie, chemie en optimalisatie. Starling zal de computationele kracht die nodig is voor deze problemen kunnen benutten door 100 miljoen kwantumbewerkingen uit te voeren met 200 logische qubits. Het zal de basis vormen voor IBM Quantum Blue Jay, die in staat zal zijn om 1 miljard kwantumbewerkingen uit te voeren over 2.000 logische qubits.

Grootschalige fouttolerantie 

Het succes van een efficiënte fouttolerante architectuur hangt af van de keuze van de foutcorrigerende code en hoe het systeem is ontworpen en gebouwd om deze code te schalen. Traditionele foutcorrigerende codes vereisen onrealistische aantallen fysieke qubits voor complexe bewerkingen, wat ze onpraktisch maakt voor grootschalige implementatie.

IBM introduceert vandaag twee nieuwe technische papers die gedetailleerd beschrijven hoe het bedrijf zal voldoen aan de criteria voor een grootschalige, fouttolerante architectuur. De eerste paper onthult hoe een dergelijk systeem instructies zal verwerken met qLDPC-codes (quantum low-density parity check). Deze codes verminderen het aantal fysieke qubits dat nodig is voor foutcorrectie drastisch met ongeveer 90% in vergelijking met andere toonaangevende codes. De tweede paper beschrijft hoe informatie uit fysieke qubits efficiënt kan worden gedecodeerd en hoe fouten in realtime kunnen worden geïdentificeerd en gecorrigeerd met conventionele computerbronnen.

Van routekaart naar realiteit 

De nieuwe IBM Kwantum Routekaart schetst de belangrijkste technologische mijlpalen die de criteria voor fouttolerantie zullen demonstreren en uitvoeren:

• IBM Quantum Loon (verwacht 2025): Ontworpen om architectuurcomponenten voor de qLDPC-code te testen, inclusief "C-koppelaars" die qubits over langere afstanden binnen dezelfde chip verbinden.
• IBM Quantum Kookaburra (verwacht 2026): IBM's eerste modulaire processor ontworpen om gecodeerde informatie op te slaan en te verwerken, en kwantumgeheugen te combineren met logische bewerkingen.
• IBM Quantum Cockatoo (verwacht 2027): Zal twee Kookaburra-modules verstrengelen met behulp van "L-koppelaars", waardoor kwantumchips als knooppunten in een groter systeem worden verbonden.

Deze vorderingen zijn ontworpen om te culmineren in Starling in 2029.