Eine automatisierte Zustandspräparations-Routine und ein verbessertes Kalibrierungsprotokoll halten die Treue (Fidelity) im vollskalierten Betrieb über der Verschränkungsschwelle, und Cloud-Nutzer haben ab sofort Zugriff auf diese volle Systemleistung.
ESPOO, Finnland--(BUSINESS WIRE)-- IQM Quantum Computers (Nasdaq: IQMX), ein weltweit führendes Unternehmen für supraleitende Quantencomputer, gab heute bekannt, dass das über die Cloud zugängliche IQM Emerald-System alle 54 Qubits auf dem Chip gleichzeitig vollumfänglich verschränkt hat.
Dieses Ergebnis zeigt, dass die Rechenqualität des Systems auch dann erhalten bleibt, wenn alle Qubits zeitgleich beansprucht werden. Die Cloud-Kunden von IQM haben ab sofort Zugriff auf genau diese volle Chip-Performance, sodass ihre Berechnungen den gesamten Prozessor nutzen können und nicht nur einen Teil davon.
IQM gemessen: Eine Fidelity von 0,515 bei 40 Qubits ohne Auslesefehler-Minderung (Readout Error Mitigation, REM) sowie 0,516 bei allen 54 Qubits mit angewendeter REM – beides liegt über dem klassischen Schwellenwert von 0,500, der echte Verschränkung von Rauschen unterscheidet.
Diese Ergebnisse zählen zu den stärksten, die bisher für einen kommerziell verfügbaren Quantencomputer gemeldet wurden, und bieten Kunden Zugang zu hochmodernen, qualitativ hochwertigen Prozessoren. Bislang konnte ein Nutzer bei einer vergleichbaren Demonstration auf dem IQM Emerald zuverlässig etwa 30 Qubits innerhalb eines einzelnen Algorithmus nutzen. Untersuchungen auf großen Quantenchips beschränken sich häufig auf einen Bruchteil der verfügbaren Qubits (meist 10 bis 20), selbst wenn die Hardware über deutlich mehr verfügt. Das Ergebnis von Emerald zeigt die Alternative: ein gesamter Prozessor, der gemeinsam an einer einzigen Berechnung arbeitet.
„Das gesamte Chip-Netzwerk zu verschränken bedeutet, dass jedes einzelne Qubit und jede Verbindung dazwischen im selben Schaltkreis korrekt funktionieren muss. Entscheidend für diesen Erfolg war ein intelligenterer Ansatz bei der Vorbereitung des Zustands selbst sowie die Wahl der Gatter-Reihenfolge, um Leerlaufzeiten auf ein Minimum zu reduzieren“, sagte Craig Ciesla, CTO von IQM Quantum Computers. „Unsere bestehenden und zukünftigen Cloud-Kunden haben nun die Möglichkeit, von genau den Tools und der Systemleistung zu profitieren, die diesen Durchbruch ermöglicht haben.“
Für die Demonstration wurde ein Greenberger-Horne-Zeilinger-Zustand (GHZ-Zustand) genutzt – ein Standard-Benchmark für großflächige Verschränkung –, der über den gesamten IQM Emerald-Prozessor hinweg präpariert wurde. Ermöglicht wurde das Ergebnis durch eine intelligentere, automatisierte Routine zur Zustandspräparation. Diese wählt die besten Zwei-Qubit-Gatter aus, wägt die Gatter-Fidelity gegen die Leerlaufzeit der Qubits ab und bestimmt sowohl die Qubits als auch die Reihenfolge der Gatter so, dass die Leerlaufzeit während des Aufbaus des Zustands minimiert wird. IQM maß eine Fidelity von 0,515 bei 40 Qubits ohne Auslesefehler-Minderung (REM) und 0,516 bei den vollständigen 54 Qubits mit REM – beide Werte liegen über der klassischen Schwelle von 0,500, die echte Verschränkung von Rauschen trennt.
Das Ergebnis baut auf rund einem Jahr Hardware- und Kalibrierungsarbeit der technischen Teams von IQM auf. Dazu gehören eine aktualisierte Kalibrierungsmethodik, ein verbessertes Gatter-Set und der fortlaufende Einsatz von Fehlerreduktions-Tools wie dynamischer Entkopplung (Dynamical Decoupling) und Qubit-Auswahl. Diese Verbesserungen führten zu einer Reduzierung der Fehlerrate bei Quantenoperationen auf dem Prozessor um bis zu 50 %.
Die automatisierte Routine zur Zustandspräparation ist Teil der übergeordneten Bestrebungen von IQM, den Betrieb von Quantencomputern zu automatisieren. Diese Entwicklung steht zusammen mit den KI-gestützten agentischen Kalibrierungsarbeiten von IQM im Kontext umfassenderer Bemühungen zur Automatisierung des Tunings von Quantensystemen.
Über IQM Quantum Computers
IQM Quantum Computers (Nasdaq: IQMX) ist ein weltweit führendes Unternehmen für supraleitende Quantencomputer und bietet Unternehmen, Forschungseinrichtungen, Universitäten, Hochleistungsrechenzentren und nationalen Laboratorien weltweit Full-Stack-Quantencomputer sowie Zugriff über eine Cloud-Plattform. Das On-Premise-Bereitstellungsmodell von IQM gibt Kunden die direkte Eigentümerschaft und Kontrolle über ihre Quanteninfrastruktur. IQM wurde 2018 gegründet, hat seinen Hauptsitz in Finnland sowie maßgebliche Betriebsstandorte in München, beschäftigt über 450 Mitarbeiter und ist in Europa, Asien und Nordamerika tätig. IQM ist das erste an der Nasdaq Börse notierte europäische Quantenunternehmen.