Quantenvolumen von 32768
AQT erreicht neuen Quantencomputer-Rekord
AQT hat die Rechenleistung seiner Quantencomputer auf Basis von Ionenfallen deutlich verbessert: Die neuen 19-Zoll-Racks der neuen »LYNX«-Serie erreichen ein Rekord-Quantum-Volumen von 32768 – der höchste bisher in Europa erzielte Wert.
In die Entwicklung der »LYNX«-Serie von Alpine Quantum Technologies (AQT) flossen viele Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der High-Fidelity-Gate-Operations und der Steuerung von Ionenfallen-QPUs ein. Dadurch konnten die Ingenieure die Empfindlichkeit der Gates gegenüber dem Frequenz- und dem Phasenrauschen deutlich senken. Damit hat das Unternehmen nach eigenen Angaben die bisher tiefsten und komplexesten Schaltkreise realisiert, die bisher in einer Datenzentrums-Umgebung gearbeitet haben.
Das ist »Quantum Volume«
Das Quantenvolumen ist eine Kennzahl, die darüber Auskunft gibt, wie leistungsfähig ein Quantencomputer ist – unabhängig von der Technologie, auf der seine QPUs basiere. So lassen sich verschiedene Quantencomputer objektiv vergleichen. Es können die Fortschritte gemessen werden, die die Industrie macht, und es lässt sich abschätzen, ob ein System praktisch nutzbar ist.
In dem ursprünglich von IBM entwickelten Verfahren wird zuerst die Problemgröße ermittelt, die ein Quantencomputer gerade noch zuverlässig bewältigen kann. Dazu werden zufällige Quantenschaltungen erzeugt, die aus k Qubits und k Schichten (Tiefe) bestehen. Die Schaltungen enthalten zufällige Kombinationen von Quantengattern. Dann werden die Schaltungen auf den jeweiligen Quantencomputern ausgeführt und wiederholt. Nun wird auf klassische Art berechnet, wie die ideale Wahrscheinlichkeitsverteilung aussehen sollte. Daran wird gemessen, ob der Quantencomputer die richtigen Ergebnisse häufiger liefert, als durch zufälliges Raten zu erwarten wäre.
Die Ergebnisse werden in Heavy-Outputs – Ergebnisse mit überdurchschnittlicher Wahrscheinlichkeit – und Light Outputs – unterdurchschnittliche Wahrscheinlichkeit – unterteilt. Liefert ein Quantencomputer zwei Drittel der Zeit einen Heavy Output, hat er die Prüfung bestanden. Dann wird k schrittweise erhöht, solange bis er scheitert. Das Verfahren testet also gleichzeitig das Rauschen, die Fehlerrate, die Kohärenzzeit, die Gate-Qualität und die Qubit-Vernetzung. Ist der Wert für k experimentell ermittelt, berechnet sich das Quantum Volume über die Formel QV = 2 hoch k.
»Mit der neuen LYNX-Serie erhöhen wir nicht einfach nur die Zahl der Qubits. Wir vervollkommnen die Kontrolle und reduzieren die Empfindlichkeit«, sagt Dr. Thomas Monz, CEO von AQT. »Das Quantum-Volume-Benchmark, das wir jetzt erreicht haben, zeigt, dass unsere Ionenfallen-Architektur der geeignetste Ansatz darstellt, um Quantencomputer in reale Industrieumgebungen zu bringen, von der Chemie bis zu komplexen Logistikproblemen.«
Hier sitzt der Quantenprozessor von AQT.
Warum es auf das Quantum Volume ankommt
Die Anzahl der Qubits sorgt immer wieder für Schlagzeilen, es scheint bisweilen, als ginge das Rennen allein darum. Doch sagt diese Zahl der Qubits alleine nicht viel über die tatsächliche Leistungsfähigkeit eines Quantencomputers aus. Dagegen ist das Quantum Volume eine Kennzahl, in die noch weitere Aspekte wie Fehlerraten, Konnektivität (wie gut Qubits miteinander verbunden sind), Gate-Fidelity (die Qualität der Rechenoperationen), die Tiefe der Schaltkreise und die Hardwarestabilität einfließen.
Dr. Thomas Monz, CEO von AQT: »Das Quantum-Volume-Benchmark, das wir jetzt erreicht haben, zeigt, dass unsere Ionenfallen-Architektur der geeignetste Ansatz darstellt, um Quantencomputer in reale Industrieumgebungen zu bringen, von der Chemie bis zu komplexen Logistikproblemen.«
Mit dem Quantenvolumen 32768 erreicht die »LYNX«-Serie folgende Meilensteine:
Die Anwender können längere Programmsequenzen mit minimalen Fehlern ausführen lassen.
Sie passen in ein Standard-19-Zoll-Rack und benötigen keine zusätzliche kryogene Infrastruktur außer der internen Kühlung.
Cloud Readiness: Die »LYNX«-Serie wird Nutzern demnächst über die AQT Cloud und über die Partner von AQT zur Verfügung stehen.
Das europäische Ökosystem stärken
Mit dem Start der neuen Serie will AQT ihren Anspruch auf die Technologieführerschaft auf dem Gebiet des Quantencomputing unterstreichen.
Ein Quantencomputer auf Basis von Ionenfallen von AQT
AQT entwickelt und fertigt die Quantencomputer an ihrem Hauptsitz in Innsbruck und versorgt die europäische Industrie und europäische Institute mit High-Performance-Quantenrechnern, die Datensouveränität und Sicherheit garantieren.
Die ersten Quantencomputer der neuen »LYNX«-Serie wird AQT im vierten Quartal dieses Jahres an strategische Partner ausliefern, bald darauf werden sie auch auf dem kommerziellen Markt zur Verfügung stehen.