IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist., AMD und das vom US-Energieministerium finanzierte Quantum Science Center am Oak Ridge National Laboratory haben eine neue Quantum/AI-Plattform vorgestellt, die die Forschung an Quanten-Fehlerkorrektur beschleunigen soll. Die Kooperation ist auf das Ziel ausgerichtet, bis 2028 wissenschaftlich relevante Quantencomputer zu ermöglichen und damit den Aufbau fehlertoleranter Systeme voranzutreiben.
Im Labor in Oak Ridge werden IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist.-Quantencomputer mit klassischer Recheninfrastruktur zusammengebracht. Dazu zählt der 120-Qubit IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist. Quantum Nighthawk, den IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist. als seinen bislang leistungsstärksten Quantenprozessor beschreibt, sowie das HPC1. High Performance ComputingRechenanwendungen mit besonders hohem Leistungsbedarf, die hier als Treiber für Packaging und Test genannt werden.2. high-performance computingHPC bezeichnet besonders rechenintensive Hochleistungsanwendungen.-System Umbra, das mit AMD Instinct MI355X GPUgraphics processing unitEin Grafikprozessor, der auch als Beschleuniger für KI-Workloads eingesetzt wird.s und 5th Gen AMD EPYCEPYCEPYC ist AMDs CPU-Familie, die im Umbra-HPC-System verwendet wird. CPUcentral processing unitZentrale Recheneinheit, die Programmbefehle verarbeitet und Datenoperationen ausführt.s betrieben wird. AMD stellt damit die klassische Rechenbasis für Forschung zu Fehlerkorrektur, Decoding-Optimierung und Software-Orchestrierung.
Der technische Fokus liegt auf der Frage, wie sich klassische und Quantenrechner enger verzahnen lassen, um Fehlerkorrektur effizienter zu machen. Quantenfehler entstehen durch Störungen des empfindlichen Zustands eines Qubits, das bei Temperaturen zwischen 10 und 20 Millikelvin betrieben werden muss. Die Partner wollen untersuchen, welche Architekturen, Software-Ansätze und Workflows sich dafür am besten skalieren lassen.
Das Vorhaben unterstützt die vom DoE vorangetriebene Quantum Genesis Mission, die bis Ende 2028 100 logische Qubits mit 100.000 harten Operationen anvisiert. IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist. verweist darauf, bereits Experimente mit bis zu 70 logischen Qubits und 438 harten Operationen demonstriert zu haben. Um das Ziel zu erreichen, wäre damit ein Anstieg der Zahl harter Operationen um rund das 230-Fache nötig.
Als „harte“ Operationen gelten im Ressourcenmodell vor allem nicht-Clifford-Operationen, die in fehlertoleranten Systemen besonders aufwendig sind. Welche Operationen als teuer oder günstig gelten, hängt vom jeweils verwendeten Fehlerkorrekturcode ab. IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist. will mit der Plattform messen, wie viele Qubits, wie viel Zeit, wie viele Samples und welche klassischen Ressourcen verschiedene Verfahren benötigen, und wo GPUgraphics processing unitEin Grafikprozessor, der auch als Beschleuniger für KI-Workloads eingesetzt wird.-Beschleunigung – etwa durch AMD-Knoten in Umbra – den größten Nutzen bringt.
Die Plattform nutzt außerdem Funktionen des Nighthawk-Systems wie hohe Durchsatzraten und Echtzeit-Pulssteuerung. Forschende können Qubits während der Berechnung messen, Signale präzise timen und Rohmessdaten direkt auswerten. Ziel ist es, die optimale Verbindung von Quantenhardware, HPC1. High Performance ComputingRechenanwendungen mit besonders hohem Leistungsbedarf, die hier als Treiber für Packaging und Test genannt werden.2. high-performance computingHPC bezeichnet besonders rechenintensive Hochleistungsanwendungen. und KIArtificial IntelligenceKI bezeichnet Verfahren, die Aufgaben durch datengetriebene Modelle automatisieren. für Fehlerkorrektur und spätere fault-tolerant Systeme zu finden.
Die Zusammenarbeit knüpft an frühere gemeinsame Arbeiten von IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist., AMD und ORNLOak Ridge National LaboratoryDas US-Nationallabor stellt die Infrastruktur für das Projekt bereit. an, darunter Simulationen magnetischer Materialien und molekularer Konfigurationen auf Quanten- und Supercomputer-Infrastruktur. IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist. nutzt AMD-GPUgraphics processing unitEin Grafikprozessor, der auch als Beschleuniger für KI-Workloads eingesetzt wird.s zudem bereits für klassische Rechenschritte in Sample-based Quantum Diagonalization und hatte im Vorjahr einen Algorithmus zur effizienten Dekodierung von Quantenfehlern auf AMD-Chips demonstriert.
IBMInternational Business MachinesIBM ist ein US-amerikanisches Technologieunternehmen, das unter anderem in Computer-Hardware, Software und Halbleiterforschung tätig ist. sieht in dem Projekt auch einen Baustein auf dem Weg zu Quantum Starling, dem ersten fehlertoleranten Quantencomputer des Unternehmens.