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. Genutzt wurde IBMs Nighthawk r2, ein supraleitender Prozessor mit 120 Qubits, der über die Cloud-Plattform des Unternehmens verfügbar ist. Das Team wählte 61 Qubits aus und ließ Zufallsschaltkreise mit bis zu 40 Zyklen laufen. Eine Last aus 36 Zyklen und 918 Zwei-Qubit-Gattern erzeugte eine Million Samples in 19 Sekunden.

Die Behauptung stützt sich auf Tensor-Netzwerk-Kontraktion, ein klassisches Verfahren, mit dem sich abschätzen lässt, wie viel Rechenarbeit eine Simulation erfordern würde. Die Forscher kamen auf 1,2 × 10²⁷ Operationen und rechneten das in rund 110 Jahre auf Frontier um, dem ersten Exascale-Supercomputer.

Einschränkungen und ein zweites Ergebnis

Die 110 Jahre sind keine grundsätzliche Geschwindigkeitsgrenze. Es ist eine Schätzung für eine bestimmte Methode, das Experiment nachzuvollziehen, 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, die sich mehr als 25 Jahre lang einer effizienten Messung in einem Durchgang widersetzt hatte.

„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 erreicht, mit einem echten experimentellen Nachweis für 3-Photonen-W-Zustände“, sagte der korrespondierende Autor Shigeki Takeuchi, zitiert von ScienceDaily.

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

Sicherheitsarbeit läuft parallel

Cloudflare nutzte seine Birthday Week für eine Gegenmaßnahme zu einem anderen Quantenrisiko: Downgrade-Angriffe auf IPsec. Das Unternehmen arbeitete nach eigenen Angaben mit der IETF an einer Erweiterung, die verhindert, dass ein Angreifer Endpunkte mit Post-Quanten-Fähigkeit auf klassische Kryptografie zurückfallen lässt. Eine Beta steht in Cloudflare WAN und Magic Transit über ein Konto-Flag bereit.

Im Cloudflare-Beitrag heißt es, der Angriff erfordere eine Quantenberechnung während des Protokoll-Handshakes, nicht das Muster „jetzt ernten, später entschlüsseln“. Dort steht auch, dass die Ressourcenschätzungen für Quantenangriffe auf Public-Key-Kryptografie gesunken sind, weshalb das Unternehmen seine Frist für den Übergang auf 2029 vorgezogen hat.

Anderswo bewegen sich weiterhin Geld und Hardware. Efficient Computer gab bekannt, eine Series B über 97 Millionen US-Dollar unter Führung von TQ Ventures eingesammelt zu haben. Damit kommt das Unternehmen auf insgesamt 173 Millionen US-Dollar bei einer Bewertung von 650 Millionen US-Dollar und beansprucht eine 10- bis 100-fach bessere Energieeffizienz als klassische CPU-Architekturen. Der Electron E1 startet nach Angaben des Unternehmens in Serie für eingebettete Systeme der physischen KI.

Und am 25. September stellte das chinesische Raumfahrtunternehmen STAR.VISION Aerospace auf der Global Digital Trade Expo eine Constellation für Rechnen im Weltraum namens Space.IDC vor, berichtet China in Space. Der Plan umfasst etwa 1.080 Raumfahrzeuge bis 2035, aufgeteilt in Inferenz und allgemeines Rechnen, mit drei Entwürfen von 40 bis 60 PetaFLOPs bis hin zu 460 bis 1.000 PetaFLOPs. STAR.VISION sicherte sich nach eigenen Angaben 10 Milliarden Yuan, rund 1,49 Milliarden US-Dollar nach Stand vom 28. September, in Kreditvereinbarungen mit der Industrial and Commercial Bank of China und der Agricultural Bank of China. Details zur Umlaufbahn, zu Intersatelliten-Verbindungen und zu regulatorischen Anmeldungen wurden nicht genannt.