IBM onthult roadmap voor eerste grote schaal fout-tolerante quantumcomputer
IBM heeft officieel haar plannen gepresenteerd voor het ontwikkelen van de eerste fout-tolerante quantumcomputer op grote schaal ter wereld. Dit ambitieuze project, genaamd IBM Quantum Starling, zal worden gerealiseerd in het nieuwe quantum datacenter van het bedrijf in Poughkeepsie, New York, en moet operationeel zijn in 2029.
Een technologische sprongetje
De omvang van deze technologische vooruitgang is zo groot dat, volgens IBM, de volledige computestatus van Starling meer geheugen vereist dan een ‘quindecillion’ (10⁴⁸) van de krachtigste supercomputers ter wereld. Starling zal 20.000 keer meer operaties kunnen uitvoeren dan de huidige quantumcomputers, wat de deur opent naar het verkennen van de totale complexiteit van quantumtoestanden, ver boven de mogelijkheden van bestaande systemen.
Een mijlpaal in de quantumrace
De aankondiging van IBM markeert een belangrijke fase in de transitie van quantumcomputing van laboratoriumexperimenten naar praktische en schaalbare systemen met een reële impact op de industrie. Arvind Krishna, voorzitter en CEO van IBM, verklaarde: “Onze brede kennis in wiskunde, natuurkunde en techniek stelt ons in staat de weg vrij te maken voor een grote schaal fout-tolerante quantumcomputer die in staat is echte wereldproblemen op te lossen en enorme mogelijkheden voor bedrijven te ontsluiten.”
Dit soort systemen zal bijvoorbeeld honderden miljoenen of zelfs miljarden quantumoperaties mogelijk maken, waarmee processen in de farmaceutische ontwikkeling, materiaaldetectie, computationele chemie en industriële optimalisatie aanzienlijk versneld kunnen worden.
Van fysieke naar logische qubits: de uitdaging van fout-tolerantie
De kern van de door IBM aangekondigde vooruitgang ligt in de architectuur van logische qubits. Een “logische qubit” is een eenheid van gecorrigeerde quantuminformatie, opgebouwd uit verschillende fysieke qubits die samen werken. De grote uitdaging van quantumcomputing is altijd de onstabiliteit van fysieke qubits en de accumulatie van fouten geweest; fout-tolerantie houdt in dat deze fouten exponentieel worden onderdrukt naarmate de grootte van de groep fysieke qubits toeneemt.
Tot nu toe vereisten foutcorrectiecodes zo’n enorm aantal fysieke qubits dat ze onhaalbaar waren voor grote systemen. IBM kondigt echter aan dat het gebruik zal maken van qLDPC-codes (Quantum Low-Density Parity Check), die het aantal benodigde fysieke qubits met 90% verminderen in vergelijking met andere toonaangevende methoden. Dit opent de weg naar veel efficiëntere en schaalbare systemen.
IBM Quantum- roadmap: van laboratorium naar industrie
De nieuwe roadmap van IBM beschrijft de technologische mijlpalen om grote schaal fout-tolerantie te bereiken:
- IBM Quantum Loon (2025): zal architectonische componenten voor qLDPC-codes testen, waaronder lange afstand koppeling binnen de chip.
- IBM Quantum Kookaburra (2026): de eerste modulaire processor van IBM die ontworpen is om gecodeerde informatie op te slaan en te verwerken, door geheugen en logica van qubits te combineren.
- IBM Quantum Cockatoo (2027): zal het mogelijk maken om twee Kookaburra-modules te koppelen, waarbij verschillende quantumchips worden verenigd als knooppunten in een groter systeem.
Dit alles culmineert in Starling in 2029, dat in staat zal zijn om 100 miljoen quantumoperaties uit te voeren met 200 logische qubits. Vervolgens zal IBM Quantum Blue Jay de architectuur uitbreiden tot 2.000 logische qubits en 1 miljard operaties.
Impact op de industrie en de toekomst van quantumcomputing
De ontwikkeling van fout-tolerante en schaalbare quantumcomputers belooft sectoren zoals gezondheid, chemie, bankieren en logistiek te transformeren, door problemen op te lossen die onoplosbaar zijn voor klassieke computers.
IBM benadrukt dat hun modulaire en efficiënte benadering de sleutel is om enorme infrastructuren en hoge kosten te vermijden, een uitdaging die de vooruitgang in de sector tot nu toe heeft vertraagd. Met Starling wil IBM zich aan de voorhoede van de wereldwijde quantumrace positioneren, een ongekend technologisch en infrastructuurstandaard vestigen.
Deze aankondiging bevestigt bovendien de inzet van IBM voor quantumcomputing als motor voor industriële innovatie in het komende decennium, wat duidt op een duidelijke overgang van experimentatie naar massale commerciële adoptie.