IBM, een van de voorlopers op gebied van quantum-computing, wil over tien jaar een 'nuttig' systeem met honderdduizend qubits gereed hebben. In een blog kondigt IBM voor het eerst deze belangrijke mijlpaal aan voor 2033.
Doel is quantum-processors zodanig op te schalen dat ze in staat zijn om de meest uitdagende problemen ter wereld op te lossen. Vorig jaar maakte de 433-qubit IBM Quantum Osprey-processor tijdens de IBM Quantum Summit haar debuut. Dit jaar kan de grens van duizend qubits worden gepasseerd. Inmiddels heeft IBM een concrete route naar de honderdduizend qubits uitgestippeld voor de komende tien jaar.
IBM schrijft in zijn blog samen te werken aan gericht onderzoek met de Universiteit van Tokio en de Universiteit van Chicago. In voorbereiding is een systeem dat enkele van ’s werelds meest urgente problemen kan aanpakken die zelfs de meest geavanceerde supercomputers van vandaag misschien nooit zullen kunnen oplossen. Tot voor kort lagen systemen van enkele duizenden qubits aan de horizon. Daarmee zijn al nuttige taken uit te voeren.
Diverse hordes
Om de sprong naar honderdduizend qubits te maken moeten diverse hordes worden genomen. Het is een combinatie van ‘footprint’, kosten, chip-opbrengst, energie en uitdagingen rond de leveringsketen. Om deze obstakels te kunnen overwinnen moet IBM samenwerken bij fundamenteel onderzoek op gebied van natuurkunde, techniek en informatica.
Net zoals geen enkel bedrijf verantwoordelijk is voor het huidige computertijdperk, zo moeten nu ook ’s werelds grootste instellingen de handen ineen slaan. Om quantum-computers te kunnen schalen tot een niveau waarop ze nuttige taken kunnen uitvoeren, is op vier belangrijke gebieden meer vooruitgang nodig: quantum-communicatie, middleware, quantum-algoritmen en foutcorrectie (om meerdere quantum-processors en -communicatiesystemen te gebruiken) alsmede componenten met de nodige leveringsketens.
Universiteiten van Tokio en Chicago
De Universiteit van Tokio krijgt de leiding bij het identificeren, schalen en uitvoeren van end-to-end demonstraties van quantum-algoritmen. De Japanners zullen ook beginnen met het ontwikkelen en bouwen van de toeleveringsketen rond nieuwe componenten die nodig zijn voor zo’n groot systeem. Denk aan cryogene systemen en besturingselektronica.
Ondertussen neemt de Universiteit van Chicago het voortouw bij het brengen van quantum-communicatie naar quantum-berekening, met klassieke en quantum-parallellisatie plus quantum-netwerken. De Amerikanen gaan de middleware verbeteren door serverloze quantum-uitvoering toe te voegen. Circuit-breitechnieken (circuit knitting techniques) maken het mogelijk om grote quantum-circuits te verdelen in subcircuits die op kleinere apparaten passen. Eerder was al bekend gemaakt dat de Universiteit van Maastricht samen met IBM het onderzoek naar zwaartekrachtgolven wil versnellen
