IBM stellt neuen Fahrplan für das praktische Quantencomputer-Zeitalter vor; Liefert mehr als 4.000 Qubit-Systeme

• Orchestriert durch intelligente Software, neue modulare und vernetzte Prozessoren, um die Stärken von Quantum und Klassik zu nutzen, um kurzfristig Quantum Advantage zu erreichen

• Qiskit Runtime zur umfassenden Verbesserung der Zugänglichkeit, Einfachheit und Leistungsfähigkeit von Quantencomputing für Entwickler

• Skalierbarkeit ohne Kompromisse bei Geschwindigkeit und Qualität wird die Grundlage für quantenzentrische Supercomputer bilden

• Führende Quantum-Safe-Funktionen zum Schutz heutiger Unternehmensdaten vor „Jetzt sammeln, später entschlüsseln“-Angriffen

10. Mai 2022

Armonk, New York, 10. Mai 2022 – IBM (NYSE: IBM) kündigte heute die Erweiterung seiner Roadmap zur Verwirklichung von groß angelegtem, praktischem Quantencomputing an. Diese Roadmap beschreibt Pläne für neue modulare Architekturen und Netzwerke, die es IBM-Quantensystemen ermöglichen, größere Qubit-Anzahlen zu haben – bis zu Hunderttausenden von Qubits. Um ihnen die Geschwindigkeit und Qualität zu ermöglichen, die für praktisches Quantencomputing erforderlich sind, plant IBM den weiteren Aufbau einer zunehmend intelligenten Software-Orchestrierungsschicht, um Workloads effizient zu verteilen und Infrastrukturherausforderungen zu abstrahieren.

Die Arbeit von IBM, eine Ära des praktischen Quantencomputings einzuläuten, wird sich auf drei Säulen stützen: robuste und skalierbare Quantenhardware; hochmoderne Quantensoftware zur Orchestrierung und Ermöglichung zugänglicher und leistungsstarker Quantenprogramme; und ein breites globales Ökosystem von Quanten-bereiten Organisationen und Gemeinschaften.

„In nur zwei Jahren hat unser Team unglaubliche Fortschritte auf unserer bestehenden Quanten-Roadmap gemacht. Die Umsetzung unserer Vision hat uns einen klaren Einblick in die Zukunft der Quantentechnologie und darüber gegeben, was erforderlich ist, um uns in das praktische Quantencomputerzeitalter zu führen“, sagte Darío Gil, Senior Vice President, Director of Research, IBM. „Mit unserer Qiskit Runtime-Plattform und den Fortschritten bei Hardware, Software und theoretischen Zielen, die in unserer Roadmap skizziert sind, beabsichtigen wir, eine Ära quantenzentrischer Supercomputer einzuläuten, die unserer Entwicklergemeinschaft, Partnern und anderen großen und leistungsstarken Rechenraum eröffnen wird Kunden.”


IBM hat seine Quanten-Roadmap ursprünglich im Jahr 2020 angekündigt. Seitdem hat das Unternehmen jedes der Ziele auf seiner Zeitachse erreicht. Dazu gehört IBM Eagle, ein 127-Qubit-Prozessor mit Quantenschaltkreisen, der auf einem klassischen Computer nicht zuverlässig exakt simuliert werden kann und dessen Architektur die Grundlage für Prozessoren mit immer mehr Qubits gelegt hat. Darüber hinaus hat IBM im Vergleich zu einem früheren Experiment im Jahr 2017 eine 120-fache Beschleunigung der Fähigkeit zur Simulation eines Moleküls mit Qiskit Runtime, dem containerisierten Quantencomputing-Service und Programmiermodell von IBM, erreicht. Später in diesem Jahr geht IBM davon aus, die zuvor festgelegten Ziele fortzusetzen seine Roadmap und enthüllen seinen 433-Qubit-Prozessor IBM Osprey.

Im Jahr 2023 wird IBM seine Ziele weiterverfolgen, mit Qiskit Runtime und Workflows, die direkt in der Cloud erstellt wurden, ein reibungsloses Entwicklungserlebnis zu schaffen, einen serverlosen Ansatz in den zentralen Quantensoftware-Stack einzuführen und Entwicklern erweiterte Einfachheit und Flexibilität zu bieten. Dieser serverlose Ansatz wird auch einen entscheidenden Schritt zur intelligenten und effizienten Verteilung von Problemen auf Quanten- und klassische Systeme darstellen. An der Hardware-Front will IBM mit IBM Condor den weltweit ersten universellen Quantenprozessor mit über 1.000 Qubits vorstellen.

IBM Quantum-Roadmap

„Unsere neue Quanten-Roadmap zeigt, wie wir den Umfang, die Qualität und die Geschwindigkeit der Datenverarbeitung erreichen wollen, die erforderlich sind, um das Versprechen der Quantentechnologie freizusetzen“, sagte Jay Gambetta, VP of Quantum Computing und IBM Fellow. „Durch die Kombination von modularen Quantenprozessoren mit klassischer Infrastruktur, orchestriert von Qiskit Runtime, bauen wir eine Plattform auf, die es Benutzern ermöglicht, Quantenberechnungen einfach in ihre Arbeitsabläufe zu integrieren und so die wesentlichen Herausforderungen unserer Zeit anzugehen.“

Einführung in das modulare Quantencomputing

Mit dieser neuen Roadmap zielt IBM auf drei Skalierbarkeitsregime für seine Quantenprozessoren ab.

Die erste umfasst den Aufbau von Fähigkeiten zur klassischen Kommunikation und Parallelisierung von Operationen über mehrere Prozessoren hinweg. Dies wird den Weg zu einer breiteren Palette von Techniken öffnen, die für praktische Quantensysteme erforderlich sind, wie verbesserte Fehlerminderungstechniken und intelligente Workload-Orchestrierung, indem klassische Rechenressourcen mit Quantenprozessoren kombiniert werden, deren Größe erweitert werden kann.

Der nächste Schritt bei der Bereitstellung einer skalierbaren Architektur beinhaltet den Einsatz von Kurzstrecken-Kopplern auf Chipebene. Diese Koppler werden mehrere Chips eng miteinander verbinden, um effektiv einen einzigen und größeren Prozessor zu bilden, und werden eine grundlegende Modularität einführen, die der Schlüssel zur Skalierung ist.

Die dritte Komponente zum Erreichen echter Skalierbarkeit umfasst die Bereitstellung von Quantenkommunikationsverbindungen zwischen Quantenprozessoren. Zu diesem Zweck hat IBM Quantenkommunikationsverbindungen vorgeschlagen, um Cluster zu einem größeren Quantensystem zu verbinden.

Alle drei dieser Skalierbarkeitstechniken werden im Hinblick auf das Ziel von IBM für 2025 genutzt: a 4.000+ Qubit-Prozessor mit mehreren Clustern modular skalierter Prozessoren aufgebaut.

Lesen Sie alle Details in unserem Blog: https://www.research.ibm.com/blog/ibm-quantum-roadmap-2025

Aufbau des Fabric of Quantum-Centric Supercomputing

Zusammen mit Hardware-Durchbrüchen zielt die Roadmap von IBM auf Software-Meilensteine ​​ab, um die Fehlerunterdrückung und -minderung zu verbessern. Aktuelle Fortschritte bei diesen Techniken verbessern die Fähigkeit von Quantensoftware, die Auswirkungen von Rauschen auf die Anwendung des Benutzers zu minimieren, und ebnen den Weg zu den fehlerkorrigierten Quantensystemen der Zukunft.

Anfang dieses Jahres hat IBM Qiskit Runtime-Primitive auf den Markt gebracht, die gängige Quanten-Hardware-Abfragen, die in Algorithmen verwendet werden, in benutzerfreundliche Schnittstellen kapseln. Im Jahr 2023 plant IBM, diese Primitiven um Funktionen zu erweitern, die es Entwicklern ermöglichen, sie auf parallelisierten Quantenprozessoren auszuführen, wodurch die Anwendung des Benutzers beschleunigt wird.

Diese Primitiven werden das Ziel von IBM vorantreiben, Quantum Serverless im Jahr 2023 in seinen zentralen Software-Stack zu integrieren, damit Entwickler flexible Quanten- und klassische Ressourcen problemlos erschließen können. Als Teil der aktualisierten Roadmap wird Quantum Serverless auch die Grundlage für die Kernfunktionalität innerhalb des Software-Stacks von IBM schaffen, um intelligent zwischen elastischen klassischen und Quantenressourcen zu wechseln und abzuwägen; die das Gefüge des quantenzentrierten Supercomputing bilden.

Die neuen Systeme, die auf IBMs erweiterte Quanten-Roadmap ausgerichtet sind, werden so konzipiert, dass sie innerhalb von IBM Quantum System Two funktionieren. Durch die Integration von Modularität und Flexibilität in jede Schicht des Technologie-Stacks wird IBM Quantum System Two die Infrastruktur bieten, die erforderlich ist, um mehrere Quantenprozessoren erfolgreich miteinander zu verbinden. Ein Prototyp dieses Systems soll 2023 in Betrieb gehen.

IBM Quantum Safe

Die heutige Ankündigung beinhaltet die Zusage, die Sicherheitsführerschaft von IBM auszubauen, um die Cyber-Resilienz auf ein neues Niveau zu heben und Daten vor zukünftigen Bedrohungen zu schützen, die sich mit den erwarteten Fortschritten im Quantencomputing entwickeln könnten. Es gibt erhebliche Bedenken, dass Daten, die heute als sicher geschützt gelten, bereits für einen zukünftigen Quantengegner verloren gehen könnten, wenn sie gestohlen oder jetzt für eine zukünftige Entschlüsselung geerntet werden. Alle Daten – Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft – die nicht durch quantensichere Sicherheit geschützt sind, könnten eines Tages gefährdet sein. Daraus folgt: Je länger die Migration zu quantensicheren Standards verschoben wird, desto mehr Daten bleiben potenziell unsicher.

IBM ist die Heimat einiger der besten Kryptographie-Experten weltweit, die quantensichere Schemata entwickelt haben, die praktische Lösungen für dieses Problem liefern können. Derzeit arbeitet IBM eng mit seinen akademischen und industriellen Partnern sowie dem US National Institute of Standards and Technology (NIST) zusammen, um diese Systeme an die Spitze der Datensicherheitstechnologien zu bringen.

Darüber hinaus kündigt IBM sein bevorstehendes IBM Quantum Safe-Portfolio aus kryptografischen Technologien und Beratungskompetenz an, das darauf ausgelegt ist, die wertvollsten Daten von Kunden im Quantenzeitalter zu schützen.

Das Quantum Safe-Portfolio von IBM soll unseren Kunden helfen, indem es Folgendes bereitstellt:

  • Bildung zu verstehen, was bei der neuen quantensicheren Kryptographie anders ist und welche Auswirkungen dies auf eine Organisation hat. Entwickelt für Sicherheitsexperten und Führungskräfte, IBM Quantensicheres Bewusstsein Der Service bietet einen regelmäßigen Fluss strategischer Erkenntnisse für die Migration zur neuen Generation quantensicherer Kryptografie.
  • Strategische Führung von IBM Consulting bis zum Workshop IBM Quantum Safe Scope Garage. Das neue Programm wird eine erste Anleitung und Schulung bieten, um quantensichere Initiativen für Organisationen zu priorisieren, die auf organisatorische Risiken, IT-Strategien, Lieferkettenabhängigkeiten und Ökosystemoperationen zugeschnitten sind.
  • Risikobewertung und Entdeckung Verwenden von Automatisierung zum Erstellen des kryptografischen Inventars, der Abhängigkeiten und der Sicherheitslage. Zum Beispiel bietet der TSS zSystem Technical Services ein zSystem Quantum Safe Assessment an, das es Organisationen ermöglicht, die Gefährdung durch quantenbasierte Kryptographie-Angriffe schnell zu verstehen.
  • Migration zu agiler und quantensicherer Kryptografie um Organisationen mit modernen und flexiblen Paradigmen wie kryptografischen Diensten zu unterstützen. Beispielsweise hat IBM bereits eine agile und quantensichere Kryptographie implementiert, um z16 zu bauen, IBMs erstes quantensicheres Mainframe-System, das quantensichere Kryptographie einsetzt.

Aussagen über die zukünftige Ausrichtung und Absicht von IBM können ohne Vorankündigung geändert oder zurückgezogen werden und stellen nur Ziele und Absichten dar.

Über IBM

Für weitere Informationen besuchen Sie: https://research.ibm.com/quantum-computing.

Medienkontakte:

Hugh Collins
IBM Forschungsmitteilungen
Hughdcollins@ibm.com

Erin Angelini
IBM Forschungsmitteilungen
edlehr@us.ibm.com

Leave a Comment

Your email address will not be published.