IBM treibt fehlertolerantes Quantencomputing voran: Mit ‚IBM Quantum Starling‘ plant das Unternehmen bis 2029 ein marktreifes System. Ziel ist hochskalierbare Rechenleistung für den praktischen Einsatz. Eine neue Roadmap und zwei Fachbeiträge bilden die technische Basis für diesen Entwicklungsschritt.
Mit ‚IBM Quantum Starling‘ und der neuen Quantum Roadmap bringt IBM Quantencomputing einen großen Schritt voran. Bis 2029 soll im IBM Quantum Data Center in New York ein System entstehen, das erstmals fehlertolerante Rechenleistung im industriellen Maßstab ermöglicht – ein Meilenstein für Forschung und Wirtschaft. Der geplante Quantencomputer soll rund 20.000-mal mehr Operationen ausführen als heutige Systeme. Laut IBM würde sein Rechenstatus den Speicher von über einer Oktillion (10^48) der leistungsstärksten Supercomputer erfordern.
Skalierbarkeit durch fehlertolerante Architektur
Die Basis des Systems bilden sogenannte logische Qubits – fehlerkorrigierte Einheiten, die Quanteninformationen im Umfang eines Qubits speichern. Dafür bündeln sie mehrere physische Qubits, die gemeinsam Daten sichern und Fehler überwachen. So werden zuverlässige Rechenoperationen möglich. Neben der Fehlerkorrektur erlauben sie auch komplexe Berechnungen bei niedriger Fehlerrate.
„IBM beschreitet neue Wege im Quantencomputing“, erklärt Arvind Krishna, Chairman und CEO von IBM. „Unsere Expertise in Mathematik, Physik und Ingenieurwissenschaften ebnet den Weg für einen hochskalierenden, fehlertoleranten Quantencomputer – einen, der reale Herausforderungen lösen und enorme Geschäftsmöglichkeiten eröffnen wird.“
„IBM Quantum Starling“ soll in der Lage sein, 200 logische Qubits zur Verfügung zu stellen, welche bis zu 100 Millionen Quantenoperationen ermöglichen. Dieses System dient außerdem als Vorstufe für „IBM Quantum Blue Jay“, das 2.000 logische Qubits für eine Milliarde Quantenoperationen bereitstellen wird.
Forschung legt technische Grundlagen
Für diesen Ansatz bilden zwei Paper die Basis:
- Das erste Paper beschreibt eine Architektur auf Basis von qLDPC-Codes (Quantum Low-Density Parity-Check), die im Vergleich zu bisherigen Fehlerkorrekturmechanismen den Ressourcenbedarf für stabile Rechenoperationen um bis zu 90 Prozent reduziert. Zudem zeigt IBM, welche Ressourcen nötig sind, um skalierende Quantenprogramme zuverlässig auszuführen – und belegt so die Effizienz der eigenen Architektur im Vergleich zu anderen Ansätzen.
- Der zweite Fachbeitrag zeigt, wie sich Fehler in Echtzeit mit klassischer Computertechnik erkennen und korrigieren lassen – ein entscheidender Aspekt für die praktische Umsetzbarkeit.
Von der Roadmap zur Realität
Die neue IBM Quantum Roadmap benennt konkrete Entwicklungsschritte auf dem Weg zu Starling:
- IBM Quantum Loon (2025): Dient zur Erprobung von qLDPC-Code-Komponenten, darunter neue Kopplungsmechanismen auf Chip-Ebene.
- IBM Quantum Kookaburra (2026): Erster modularer Prozessor von IBM, der Quantenspeicher mit logischen Operationen kombiniert.
- IBM Quantum Cockatoo (2027): Verbindet mehrere Kookaburra-Module zu einem skalierbaren System über modulare Schnittstellen („L-Koppler“).
Diese Entwicklungen bilden die technologische Basis für „IBM Quantum Starling“, der 2029 das erste hochskalierende, fehlertolerante Quantencomputersystem darstellen soll.
Perspektiven für Forschung und Wirtschaft
Ein System dieser Größenordnung könnte erstmals rechenintensive Aufgaben in der Arzneimittelentwicklung, Materialforschung oder Optimierung effizient lösen – deutlich schneller und günstiger als bisher. IBM setzt dabei auf eine modulare, energieeffiziente Architektur mit minimalem Ressourceneinsatz. Ziel ist es, Quantencomputing aus dem experimentellen Umfeld in die produktive Anwendung zu überführen – mit Blick auf Skalierbarkeit und wirtschaftliche Machbarkeit.