IBM-Quantenprozessor schafft Benchmark in 19 Sekunden, Kyoto-Team misst W-Zustände

Das Ergebnis steht auf arXiv. Geleitet hat die Arbeit der theoretische Festkörperphysiker Tigran Sedrakyan von BlueQubit. Zum Einsatz kam IBMs Nighthawk r2, ein supraleitender Prozessor mit 120 Qubits, den das Unternehmen über seine Cloud-Plattform anbietet. Das Team wählte 61 Qubits aus und ließ Zufallsschaltungen mit bis zu 40 Zyklen laufen. Eine Arbeitslast aus 36 Zyklen und 918 Zwei-Qubit-Gattern erzeugte eine Million Samples in 19 Sekunden.

Die Behauptung stützt sich auf Tensor-Netzwerk-Kontraktion. Mit diesem klassischen Verfahren lässt sich abschätzen, wie viel Aufwand eine Simulation erfordern würde. Die Forscher berechneten 1,2 × 10²⁷ Operationen und rechneten das in rund 110 Jahre auf Frontier um, dem ersten Exascale-Supercomputer.

Einschränkungen und ein zweites Ergebnis

Die Zahl von 110 Jahren ist keine grundsätzliche Geschwindigkeitsgrenze. Sie gilt für eine Methode, das Experiment zu reproduzieren, und klassische Forscher haben immer wieder Abkürzungen gefunden. Die Autoren des Preprints räumen das offen ein: Sie behaupten nicht, dass kein klassischer Computer die Aufgabe jemals bewältigen wird.

ScienceAlert berichtete am 29. September über die Arbeit. Am selben Tag brachte ScienceDaily ein Ergebnis der Universität Kyoto zu einem anderen Quantenproblem: der Messung von W-Zuständen, einer Form der Mehrphotonenverschränkung. Mehr als 25 Jahre lang hatte sich diese Form einer effizienten Messung in einem Durchgang widersetzt.

„Mehr als 25 Jahre nach dem ersten Vorschlag zur verschränkten Messung von GHZ-Zuständen haben wir endlich auch die verschränkte Messung für den W-Zustand erhalten, mit einem echten experimentellen Nachweis für 3-Photonen-W-Zustände“, sagte der korrespondierende Autor Shigeki Takeuchi, zitiert von ScienceDaily.

Das Team der Universität Kyoto und der Universität Hiroshima baute einen photonischen Quantenschaltkreis, der eine Quanten-Fourier-Transformation ausführt und dabei eine Eigenschaft namens zyklische Verschiebungssymmetrie nutzt. Getestet wurde er mit drei Photonen, gemessen wurde die Fidelity, also die Wahrscheinlichkeit, dass das Gerät bei einem reinen W-Zustand am Eingang das richtige Ergebnis liefert. Das Verfahren könnte in die Quantenteleportation, in Kommunikationsprotokolle und in messungsbasiertes Quantenrechnen einfließen. Ein Produkt ist daraus nicht geworden.

Sicherheitsarbeit läuft parallel

Cloudflare nutzte seine Birthday Week, um eine Gegenmaßnahme für ein anderes Quantenrisiko zu veröffentlichen: Downgrade-Angriffe auf IPsec. Das Unternehmen arbeitete nach eigenen Angaben mit der IETF an einer Erweiterung. Sie soll verhindern, dass ein Angreifer post-quantenfähige Endpunkte auf klassische Kryptografie zurückfallen lässt. Eine Beta-Unterstützung ist in Cloudflare WAN und Magic Transit über ein Konto-Flag verfügbar.

Im Cloudflare-Beitrag heißt es, der Angriff erfordere eine Quantenberechnung während des Protokoll-Handshakes. Es geht also nicht um das Muster, bei dem Daten jetzt gesammelt und später entschlüsselt werden. Dort steht auch, dass die Ressourcenschätzungen für Quantenangriffe auf Public-Key-Kryptografie gesunken sind. Deshalb zieht das Unternehmen seine Frist für den Übergang auf 2029 vor.

An anderer Stelle bewegen sich Geld und Hardware weiter. Efficient Computer gab an, eine Series B über 97 Millionen US-Dollar unter Führung von TQ Ventures eingesammelt zu haben. Damit beläuft sich die Gesamtsumme auf 173 Millionen US-Dollar bei einer Bewertung von 650 Millionen US-Dollar. Das Unternehmen beansprucht eine 10- bis 100-fach bessere Energieeffizienz als traditionelle CPU-Architekturen und will seinen Electron E1 in Serie für eingebettete Physical-AI-Systeme auf den Markt bringen.

Am 25. September stellte die chinesische Raumfahrtfirma STAR.VISION Aerospace auf der Global Digital Trade Expo eine weltraumgestützte Computing-Konstellation namens Space.IDC vor, wie China in Space berichtete. Der Plan umfasst etwa 1.080 Raumfahrzeuge bis 2035, aufgeteilt zwischen Inferenz und allgemeinem Rechnen. Vorgesehen sind drei Entwürfe von 40 bis 60 PetaFLOPs bis hin zu 460 bis 1000 PetaFLOPs. STAR.VISION gab an, Kreditvereinbarungen mit der Industrial and Commercial Bank of China und der Agricultural Bank of China über 10 Milliarden Yuan gesichert zu haben, nach Stand vom 28. September etwa 1,49 Milliarden US-Dollar. Umlaufbahndetails, Inter-Satelliten-Verbindungen und regulatorische Anmeldungen wurden nicht mitgeteilt.