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Ein Fenster zu einer Straße in Chicago bietet nun den Blick auf einen laufenden Quantencomputer.
Am 6. November stellten IBM, die University of Chicago (UChicago), der Bundesstaat Illinois und der Illinois Quantum and Microelectronics Park (IQMP) im Hyde Park Labs der UChicago ein IBM Quantum System Two vor. Es ist der erste Quantencomputer von IBM in Illinois, und das Unternehmen bezeichnet ihn als sein fortschrittlichstes verfügbares System.
Die Maschine steht ebenerdig hinter einer raumhohen Glasfront. Harley T. Johnson, CEO von IQMP, beschrieb ihn gegenüber IBM als vermutlich öffentlich sichtbarsten Quantencomputer der Welt.
Auf dem Spiel steht mehr als der Blick darauf. Das System bildet den Kern des National Quantum Algorithm Center (NQAC), das der Gouverneur von Illinois, JB Pritzker, 2024 mit IBM als führendem Mitglied gegründet hat.
Was sich hinter dem Glas verbirgt
Das System basiert auf IBM Quantum Nighthawk r2. eWeek hat bereits über seinen 19-Sekunden-Benchmark für Quanten-Sampling berichtet.
Nach den von IBM veröffentlichten Spezifikationen bringt der Chip Folgendes mit:
- Qubits: 120 programmierbare Qubits, die über 218 abstimmbare Koppler in einem quadratischen Gitter verbunden sind.
- Reset-Hardware: 120 unabhängige Reset-Elemente, insgesamt also 458 physische Quantenelemente.
- Durchsatz: Mehr als 100.000 Schaltungen pro Sekunde – laut IBM 25-mal so viele wie bei seiner Heron-Flotte.
- Schaltungstiefe: IBM meldet eine präzise Schätzung beobachtbarer Größen bei Schaltungen mit mehr als 7.500 Gattern und erfüllt damit einen Meilenstein der Roadmap für 2026.
Warum Chicago in die Quantenforschung investiert
IBM und Illinois gaben den Plan im Dezember 2024 bekannt, wobei der Bundesstaat 25 Millionen US-Dollar für Ausrüstung und die Vorbereitung des Standorts bereitstellte. Der dauerhafte Standort des Computers ist IQMP, ein noch im Bau befindlicher Quanten-Campus im Südosten Chicagos. Bis dahin beherbergt ihn die UChicago.
„Heute kann er wissenschaftlich nutzbare Ergebnisse für Organisationen im gesamten Bundesstaat Illinois und darüber hinaus liefern“, sagte Arvind Krishna, Chairman und CEO von IBM.
Der Präsident der UChicago, Paul Alivisatos, betonte den Standort: „Ich freue mich sehr, dass diese Maschine hier im Hyde Park vorgestellt wird, wo unsere Nachbarn und die Gemeinschaft einen Blick in die Zukunft werfen können.“
Pritzker blieb pragmatisch. „Ich möchte, dass die nächste Generation von Durchbrüchen in Illinois stattfindet“, sagte er.
IBM baut außerdem seine Bereitstellungen bei Partnern aus, darunter ein über eine Vereinbarung unter Beteiligung von Lockheed Martin geplantes System Two für die Schweiz.
Was eWeek herausgefunden hat: Chicagos Quantenwette braucht Ergebnisse über die Hardware hinaus
Chicago verfügt nun über einen laufenden Quantencomputer zur Unterstützung seines Forschungszentrums für Algorithmen. IBMs nächster Prozessor bleibt ein künftiger Meilenstein: Am 11. November kündigte das Unternehmen Pläne für Nighthawk r3 an, der für 10.000 Quantenoperationen über 520 programmierbare Qubits ausgelegt ist. IBM plant, 2027 zwei r3-Prozessoren zu einem System mit 1.040 Qubits zu verbinden.
Diese Ankündigung verdrängt Chicagos Maschine nicht als IBMs fortschrittlichstes verfügbares System. Sie trennt die Fähigkeiten, die Forschern heute zur Verfügung stehen, von den Zielen, die IBM noch erreichen muss.
Fähigkeit | Chicagos Nighthawk r2 | Geplanter Nighthawk r3 |
|---|---|---|
| Programmierbare Qubits pro Prozessor | 120 | 520 |
| Schaltungsfähigkeit | IBM meldet eine präzise Schätzung beobachtbarer Größen bei Schaltungen mit mehr als 7.500 Gattern | Ausgelegt für 10.000 Quantenoperationen |
| Verfügbarkeit | Im Hyde Park Labs in Betrieb | Künftiger Prozessor; für 2027 geplantes System aus zwei verbundenen Prozessoren |
Für Unternehmen liegt der überzeugendere Grund, das NQAC zu beobachten, in der Anwendungsforschung. IBM nennt Projekte mit Beteiligung von Deloitte, AbbVie und der Northwestern University, die die Molekülsimulation für die Arzneimittelforschung untersuchen. EPRI und die University of Illinois Urbana-Champaign erforschen die Quantenoptimierung für effizientere Stromnetze. Dabei handelt es sich um Forschungsarbeiten, deren praktischer Nutzen erst noch nachgewiesen werden muss.
Die aussagekräftigen Fortschrittsmaße gehen über die Prozessorspezifikationen hinaus:
- Ergebnisse der Anwendungen: Ob Teams reproduzierbare Erkenntnisse zu Problemen aus Chemie, Energie oder anderen Branchen veröffentlichen.
- Leistungsvergleiche: Ob diese Ergebnisse geeignete klassische Verfahren übertreffen, wenn Genauigkeit, Laufzeit und Rechenkosten berücksichtigt werden.
- Zugangsbedingungen: Wie Organisationen Rechenzeit erhalten, welche Zugangskosten anfallen und wie die Kapazität zugeteilt wird. Die ausgewerteten Ankündigungen erläutern diese Details nicht.
IBM zufolge haben Kunden und Partner bisher 34 Milliarden Schaltungen auf Nighthawk r2 ausgeführt. Das ist eine Nutzungszahl für den gesamten Prozessor, nicht für Chicagos neue Installation, und belegt für sich genommen keinen geschäftlichen Vorteil.
Unabhängig davon stellt IBM mit seinem Vorrücken in Phase C der DARPA-Initiative für Quanten-Benchmarking seinen längerfristigen Ansatz einer unabhängigen technischen Prüfung, während das Unternehmen für 2029 Fehlertoleranz anstrebt. Chicagos unmittelbare Bewährungsprobe besteht darin, ob seine Forschungspartnerschaften den Zugang zur heutigen Hardware in nützliche, messbare Ergebnisse verwandeln.
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