Der Quanten-Roadmap-Kampf der logischen Qubits von Brian Siegelwax

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IQT-Gastautor Brian Siegelwax vergleicht Roadmap mit Roadmap der Pläne eines Quantenunternehmens für logische Qubits.

By Gastautor gepostet am 27

In den letzten Monaten haben mehrere Quantencomputerunternehmen ihre eigene Roadmap für logische Qubits veröffentlicht. Aktuelle Quantencomputer nutzen physikalische Qubits, die fehleranfällig und kurzlebig sind. Die Kodierung mehrerer physikalischer Qubits als ein einziges logisches Qubit führt jedoch zu einem Qubit mit einer geringeren Fehlerrate und einer längeren Lebensdauer. Es wird allgemein angenommen, dass logische Qubits notwendig sind, um fehlertolerantes Quantencomputing zu erreichen.

Die Teilnehmer, die derzeit im logischen Qubit-Raum gegeneinander antreten – in der chronologischen Reihenfolge ihrer Ankündigungen – sind IBM Quantum, QuEra Computing, Alice & Bob und Beugung. Auch Google und Microsoft sind mit undatierten Ankündigungen im Ring.

IBM Quantum

Bereits am 4. Dezember 2023 machte IBM Quantum keine Schlagzeilen mit einer Roadmap für logische Qubits. Dies könnte teilweise auf andere Ankündigungen zurückzuführen sein, die sie unter gemacht haben IBM Quantum Summit 2023. Es könnte aber zum Teil auch daran liegen, dass sie den Begriff „logische Qubits“ nicht verwenden. Da der Begriff wie oben stark vereinfacht definiert werden muss, konzentrieren sie sich lediglich auf die Angabe der Anzahl der Qubits, die Sie verwenden können, und der Anzahl der Gatter, die Sie ausführen können. Bei 15,000 Gattern pro Schaltkreis ändert sich die Anzahl der referenzierten Qubits von physischen Qubits zu logischen Qubits.

QuEra-Computing

Am 9. Januar 2024 startete QuEra Computing dann den aktuellen Trend, den Begriff „logische Qubits“ zu verwenden die Ankündigung ihres 3-jährigen roadmap. Sie haben für jedes Jahr der Roadmap Leistungen geplant. Sie betrachten dies als eine Übergangsphase in eine „Ära der logischen Qubits“, in der die Anzahl der logischen Qubits über die Simulationsmöglichkeiten klassischer Computer hinausgeht. Ihre Roadmap reicht bis 100 logische Qubits.

Alice & Bob

Dann, am 23. Januar 2024, Alice & Bob gehänselt a Fahrplan, obwohl noch kein formeller Fahrplan veröffentlicht wurde. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Reduzierung der Anzahl der physischen Qubits, die pro logischem Qubit erforderlich sind. Die Zielgenauigkeiten, Operationen pro Sekunde und die logische Fehlerrate stammen aus Dieses Papier.

Beugung

Zuletzt am 8. Februar 2024, Infleqtion angekündigt ein 5-Jahr Fahrplan Die Lieferungen sind ab diesem Jahr in 2-Jahres-Intervallen geplant. Ihre Roadmap umfasst Zieltreue und Schaltungstiefe.

Google

Auf einer undatierten Seite, Google hat veröffentlicht a Fahrplan Dies führt zu nur einem logischen Qubit, sie identifizieren jedoch drei darüber hinausgehende Meilensteine. Die Roadmap gipfelt in einer Million physikalischer Qubits und einem fehlerkorrigierten Quantencomputer, ohne jedoch die Anzahl der logischen Qubits anzugeben.

Microsoft

Microsoft auch hat ein undatiertes Fahrplan. Es zeigt sechs Entwicklungsphasen mit Schwerpunkt auf Operationen pro Sekunde und logischer Fehlerrate.

Vergleiche der einzelnen Roadmaps

Um die Vergleiche schwieriger zu gestalten, enthält nicht jede Roadmap die gleichen Informationen. Die folgende Tabelle fasst die bisher bereitgestellten Informationen zusammen und sortiert die Ergebnisse chronologisch.

Roadmap-Tabelle zum Vergleich der vielen verschiedenen Unternehmen und ihrer logischen Qubit-Systeme.

Honorable Mentions

Obwohl Quantinuum weder eine Roadmap veröffentlicht noch eine Roadmap angekündigt hat, haben sie eine kleine Anzahl logischer Qubits verwendet, um Algorithmen auszuführen, insbesondere die Berechnung von molekularer WasserstoffGrundzustandsenergie und die Lösung eines Einzelbits Zusatz Problem, letzteres in Zusammenarbeit mit QuTech und der Universität Stuttgart. Auch Amazon Web Services hat keine Roadmap veröffentlicht, sie haben es aber getan angekündigt dass sie einen fehlerkorrigierten Quantencomputer entwickeln.

Fazit: Jede Roadmap ist anders

Die einzige unumstrittene Analyse könnte sein, dass es keinen Konsens darüber gibt, was die wichtigsten Kennzahlen sind. Die Daten in der Tabelle stammen alle direkt von den jeweiligen Anbietern, sodass Sie sehen können, was jeder Anbieter öffentlich zugänglich gemacht hat. Einige der Daten lassen Spekulationen über einige der „na“-Werte zu, diese Werte wurden jedoch aus welchen Gründen auch immer nicht endgültig angegeben. Darüber hinaus kann die Bereitstellung von Spekulationen im Widerspruch zur Botschaft eines Anbieters stehen, der eine bestimmte Kennzahl bewusst herunterspielen möchte, sie für unwichtig hält und andere Kennzahlen hervorheben möchte.

Eine Verwendung der Tabelle neben Vergleichen und Spekulationen ist die Überprüfung von Behauptungen über Nützlichkeit und „Quantenvorteil“. Wenn jemand eine Behauptung bezüglich des Jahres 202N aufstellt, muss diese Behauptung durch die Hardware gestützt werden, die wir hoffentlich im Jahr 202N zur Verfügung haben. Keine dieser Roadmaps beinhaltet beispielsweise die Aufhebung der Internetverschlüsselung. Allerdings haben drei Unternehmen schriftlich mitgeteilt, dass sie bis zum Ende dieses Jahrzehnts mindestens 100 fehlerkorrigierte Qubits produzieren werden. Wir können diese Tabelle mit Ressourcenschätzung verwenden, um zu bestimmen, was wir realistischerweise in den nächsten Jahren erhoffen können, wenn wir jeder Roadmap folgen.

Brian N. Siegelwax ist ein unabhängiger Quantenalgorithmus-Designer und freiberuflicher Autor für Im Inneren der Quantentechnologie. Er ist bekannt für seine Beiträge auf dem Gebiet des Quantencomputings, insbesondere im Design von Quantenalgorithmen. Er hat zahlreiche Quantencomputing-Frameworks, -Plattformen und -Dienstprogramme evaluiert und seine Erkenntnisse und Erkenntnisse in seinen Schriften weitergegeben. Siegelwax ist außerdem Autor und hat Bücher wie „Dungeons & Qubits“ und „Choose Your Own Quantum Adventure“ geschrieben. Er schreibt regelmäßig auf Medium über verschiedene Themen im Zusammenhang mit Quantencomputing. Seine Arbeit umfasst praktische Anwendungen des Quantencomputings, Rezensionen von Quantencomputing-Produkten und Diskussionen über Quantencomputing-Konzepte.

Kategorien:
Photonik, Quantencomputing, Forschungsprojekte

Stichworte:
Alice & Bob, Google, IBM Quantum, Beugung, Microsoft, Quantum, QuEra