IBM rechnet damit, im Jahr 2026 einen Quantenvorteil zu erzielen, da der Nighthawk-Chip noch in diesem Jahr auf den Markt kommt

IBM gab am Mittwoch auf der Quantum Developer Conference 2025 bekannt, dass das Unternehmen erwartet, bis 2026 einen Quantenvorteil zu erreichen und bis 2029 ein vollständig fehlertolerantes Quantencomputing anzustreben.

Das Unternehmen bestätigte, dass sein Nighthawk-Prozessor, ein Chip mit bedeutenden architektonischen Verbesserungen, noch in diesem Jahr an die Nutzer ausgeliefert werden soll.

Jay Gambetta, Direktor der IBM-Forschung und IBM Fellow, erklärte: „Wir sind überzeugt, dass IBM als einziges Unternehmen in der Lage ist, Quantensoftware, -hardware, -fertigung und Fehlerkorrektur schnell zu entwickeln und zu skalieren, um bahnbrechende Anwendungen zu ermöglichen.“ Gambetta fügte hinzu, dass das Unternehmen heute mehrere wichtige Meilensteine ​​seiner Roadmap bekannt gibt.

Der Nighthawk, IBMs bisher fortschrittlichster Chip, besteht aus 120 Qubits und nutzt 218 anpassbare Koppler, um jedes Qubit mit seinen vier nächsten Nachbarn zu verbinden. Laut einer offiziellen Pressemitteilung von IBM entspricht dies einer Steigerung der Koppleranzahl um 20 % im Vergleich zum Heron-Prozessor.

Die neue Konfiguration ermöglicht es Forschern, 30 % komplexere Schaltungen auszuführen und gleichzeitig die Fehlerraten niedrig zu halten – eine entscheidende Voraussetzung, um bis zu 5.000 Zwei-Qubit-Gatter in einem einzigen Arbeitsgang durchzuführen.

IBM peilt bis 2028 15.000 Zwei-Qubit-Gatter an

Die Auslieferung des Nighthawk-Chips beginnt noch vor Ende 2025. Doch dieser Chip ist erst der Anfang. IBM plant, die Leistung weiter zu steigern. Bis Ende 2026 soll die Kapazität auf 7.500 Gates erhöht werden, 2027 auf 10.000 und 2028 auf 15.000.

Diese zukünftigen Versionen werden mehr als 1.000 verbundene Qubits mithilfe von Langstreckenkopplern integrieren, ein System, das letztes Jahr an internen experimentellen Prozessoren getestet wurde.

Während IBM diese Pipeline aufbaut, setzt das Unternehmen auf gemeinschaftliche Validierung. Dazu hat IBM einen Quantenvorteils tracentwickelt, der in Zusammenarbeit mit Algorithmiq, dem Flatiron Institute und BlueQubit entstanden ist und Fortschritte in Echtzeit misst und verifiziert.

Der tracbeinhaltet bereits drei Experimente, die den Quantenvorteil bei der Schätzung von Observablen, Variationsalgorithmen und classicKI-verifizierbaren Problemen testen.

Sabrina Maniscalco, CEO und Mitbegründerin von Algorithmiq, sagte: „Das von uns entwickelte Modell untersucht so komplexe Regime, dass es alle bisher getesteten classicKI-Methoden in Frage stellt.“

Sie sagte, erste Ergebnisse sähen vielversprechend aus, und das Flatiron Institute bestätigte, dass die Ergebnisse auf classicKI-Systemen schwer zu simulieren seien.

Hayk Tepanyan, Mitbegründer und CTO von BlueQubit, fügte hinzu, dass sich sein Team auf tracvon Quanten-Workloads konzentriert, bei denen classicKI-Maschinen bereits an ihre Grenzen stoßen.

„Durch unsere Arbeit im Bereich der Spitzenschaltungen freuen wir uns, Fälle zu formalisieren, in denen Quantencomputer beginnen, classicKI-Computer um Größenordnungen zu übertreffen“, sagte er.

Qiskit verbessert die Fehlerkontrolle mit C-API und dynamischen Schaltungen

Um diese Entwicklung zu unterstützen, erweitert IBM seine Software. Der Qiskit-Stack unterstützt nun dynamische Schaltungsfunktionen, die die Ausgabegenauigkeit bei Berechnungen mit mehr als 100 Qubits um 24 % steigern.

Es unterstützt nun auch ein neues Ausführungsmodell mittels einer C-API, wodurch Entwickler die Integration mit HPC-Umgebungen ermöglichen und die Kosten für die Fehlerkorrektur um mehr als das Hundertfache senken können.

IBM veröffentlicht außerdem eine C++-Schnittstelle für Qiskit, damit Benutzer Quanten-Workloads innerhalb bestehender Hochleistungsrechnersysteme ausführen können.

Das Unternehmen gab bekannt, dass der Qiskit-Stack bis 2027 um Rechenbibliotheken für maschinelles Lernen und Optimierung erweitert wird. Diese Werkzeuge sollen bei der Lösung physikalischer und chemischer Probleme wie Differentialgleichungen und Hamilton-Simulationen helfen.

Das Unternehmen gab außerdem bekannt, dass es aktiv an der Entwicklung fehlertoleranter Quantencomputer auf einer tracarbeitet. Der neue Loon-Prozessor, der ebenfalls im Rahmen der Veranstaltung vorgestellt wurde, enthält alle Komponenten, die für die Demonstration einer effizienten und skalierbaren Quantenfehlerkorrektur erforderlich sind.

Dazu gehört ein mehrschichtiges Routing, das Qubits über größere Distanzen mit „C-Kopplern“ verbindet und Qubit-Resets zwischen Operationen auf demselben Chip ermöglicht.

Darüber hinaus bestätigte IBM, dass Quantenfehler nun in unter 480 Nanosekunden mithilfe von qLDPC-Codes dekodiert werden können, und zwar vollständig auf classicKI-Hardware. Dieser technische Erfolg wurde ein ganzes Jahr früher als geplant erzielt.

Zusammen mit Loon legt es den Grundstein für die Skalierung von qLDPC auf schnelle, hochpräzise supraleitende Qubit-Systeme, dieselben Qubits, die in der gesamten Hardware von IBM.

Die Produktion der Quantenprozessor-Wafer von IBM wurde nun in eine 300-mm-Fertigungsanlage im Albany NanoTech Complex in New York verlagert. Diese Verlagerung ermöglicht schnellere Chipiterationen und eine höhere Komplexität.

IBM gab an, die Entwicklungszeit bereits halbiert und die Komplexität seiner Quantenchips mithilfe der neuen Ausrüstung verzehnfacht zu haben.

Laut Pressemitteilung ist das System nun auch in der Lage, mehrere Prozessordesigns gleichzeitig zu untersuchen, was dazu beiträgt, sowohl die Nighthawk- als auch die Loon-Plattform gleichzeitig weiterzuentwickeln.