AI & computing › Kwantumcomputing & AI-hybrides
IBM, AMD en Oak Ridge bouwen samen platform tegen kwantumfouten
IBM, AMD en het Amerikaanse onderzoekscentrum Oak Ridge slaan de handen ineen voor een nieuw platform dat kwantumcomputers en supercomputers combineert. Doel is kwantumfoutcorrectie sneller te laten werken, een cruciale stap voordat kwantumcomputers echt nuttig worden. Het Amerikaanse ministerie van Energie wil dat de technologie eind 2028 een belangrijke drempel haalt.
Kwantumcomputers staan bekend als veelbelovend, maar ook als extreem storingsgevoelig. De kleinste verstoring, bijvoorbeeld door warmte of trilling, kan een berekening al laten mislukken. Om dat probleem aan te pakken, hebben techbedrijf IBM, chipmaker AMD en het Amerikaanse onderzoekscentrum Oak Ridge National Laboratory een gezamenlijk platform gelanceerd. Daarop testen onderzoekers nieuwe manieren om fouten in kwantumberekeningen op te sporen en te herstellen.
Twee werelden samen in één systeem
Het platform koppelt IBM's nieuwste kwantumcomputer, de Nighthawk-processor met 120 qubits (de rekeneenheden van een kwantumcomputer), direct aan Oak Ridge's supercomputer Umbra. Die supercomputer draait op AMD-hardware: de Instinct MI355X-grafische chips en de nieuwste generatie AMD EPYC-processoren. Door kwantum- en klassieke computers zo dicht bij elkaar te plaatsen, kunnen onderzoekers foutcorrectiemethoden direct testen en meteen zien welke rekenkracht daarvoor nodig is. Normaal gesproken staan dit soort systemen los van elkaar, wat vertraging oplevert.
Doel: 100 betrouwbare qubits in 2028
Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft via zijn Quantum Genesis Mission een concreet doel gesteld: eind 2028 moeten onderzoekers 100 zogeheten logische qubits laten draaien die samen 100.000 complexe operaties foutloos uitvoeren. Een logische qubit is een groep van meerdere fysieke qubits die samen optreden als één betrouwbare rekeneenheid, waardoor fouten van individuele qubits worden gecompenseerd. IBM heeft nu al experimenten gedaan met 70 logische qubits, maar die konden slechts 438 operaties aan. Om het streefgetal van 100.000 te halen, is dus een toename van ruwweg 230 keer nodig. Dat is de uitdaging waarvoor dit nieuwe platform is opgezet.
Waarom dit belangrijk is
Jay Gambetta, onderzoeksdirecteur bij IBM, zegt dat de vraag niet langer is of foutcorrectie werkt, maar hoe die sneller en efficiënter kan. Travis Humble, directeur van het betrokken Quantum Science Center in Oak Ridge, noemt de combinatie van supercomputerkracht en kwantumexpertise essentieel om grotere, betrouwbaardere systemen te bouwen. AMD-topman Mark Papermaster wijst erop dat de volgende generatie computers kwantum, klassieke supercomputers en AI zal combineren. De samenwerking bouwt voort op eerder onderzoek van IBM en Oak Ridge, waarbij kwantum- en supercomputers samen materialen simuleerden voor onder meer kernfusie. Het platform moet uiteindelijk ook bijdragen aan IBM Quantum Starling, de eerste kwantumcomputer van het bedrijf die fouten volledig zelf kan corrigeren.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Dit platform versnelt de ontwikkeling van foutbestendige kwantumcomputers, die nodig zijn om problemen op te lossen die gewone computers niet aankunnen, zoals het ontwerpen van nieuwe materialen of medicijnen. Door kwantum- en supercomputers vanaf het begin samen te ontwerpen, hopen de partijen jaren tijd te besparen op weg naar bruikbare kwantumtechnologie. Slaagt dit, dan komt praktische kwantumcomputing voor wetenschappelijk onderzoek dichterbij dan voorheen gedacht.
- Qubit
- De basiseenheid van informatie in een kwantumcomputer, vergelijkbaar met een bit in een gewone computer, maar gevoeliger en krachtiger.
- Logische qubit
- Een groep fysieke qubits die samen functioneert als één stabiele rekeneenheid, waarbij fouten van afzonderlijke qubits worden gecorrigeerd.
- Kwantumfoutcorrectie
- Technieken om storingen en fouten in kwantumberekeningen te detecteren en te herstellen, essentieel omdat qubits zeer gevoelig zijn voor verstoringen.
- High-performance computing (HPC)
- Supercomputers die enorme hoeveelheden data razendsnel kunnen verwerken, hier gebruikt om kwantumberekeningen te ondersteunen.
- Co-design platform
- Een systeem waarin kwantum- en klassieke computers vanaf het ontwerp op elkaar worden afgestemd, in plaats van los van elkaar ontwikkeld.
- Fault-tolerant kwantumcomputer
- Een kwantumcomputer die fouten automatisch kan opvangen en corrigeren, waardoor hij betrouwbaar grote berekeningen kan uitvoeren.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
