Oak Ridge startet Quantum-HPC-Testsystem mit IBM und AMD

Hinzu kommen AMD-Versal-SoCs, die Steuerung, Auslesen und Dekodierung der Quantenschaltkreise mit geringer Latenz übernehmen. Nach Angaben des ORNL vereint die Plattform die nötige Infrastruktur für Fehlerkorrektur in einer Umgebung und steht mehr Forschenden offen als bisher.

Warum das wichtig ist

Fehlertolerante Quantencomputer scheinen seit Jahren zehn Jahre entfernt zu sein. Das ORNL verweist jedoch auf deutliche Fortschritte, darunter erste Demonstrationen, Quanteninformation vor Umgebungsrauschen zu schützen, das empfindliche Quantenzustände zerstört. QSC-Direktor Travis Humble nannte die Lösung der Fehlerkorrektur entscheidend, damit Quantencomputing zum praktischen Werkzeug der Wissenschaft wird.

IBMs Jay Gambetta sagte, es gehe nicht mehr darum, ob Fehlerkorrektur funktioniert, sondern wie man sie beschleunigt und optimiert. Die Plattform erlaube es, Ansätze zu vergleichen und Architekturen, Software und Workflows zu finden, die skalieren.

Ein Ansatz ist die hierarchische Fehlerkorrektur: Ein innerer Code schützt Qubits innerhalb eines Moduls, ein äußerer Code umschließt dessen logische Qubits als zweite Schutzschicht. Laut IBM-Forschung könnten so eine Billion logische Operationen bei einer physikalischen Fehlerrate von 1 zu 1.000 erreichbar sein. Solche Codes brauchen starke klassische Rechenleistung, die GPUs in einer latenzarmen Umgebung liefern sollen.

Wie es weitergeht

Forschende wollen Algorithmen, Workflows und Anwendungen für das „Quantum-centric Supercomputing“ entwickeln, bei dem QPUs, CPUs und GPUs als ein System zusammenarbeiten. Die Plattform dürfte eine Rolle in der Quantum Genesis Mission des DoE spielen, etwa im kürzlich angekündigten Q Competition. Ziel ist ein System mit 100 logischen Qubits und Hunderten Millionen fehlertoleranter Operationen. Zugrunde liegt eine Anordnung von Präsident Trump, bis 2028 ein vollwertiges Quantensystem zu entwickeln.