Quantenpower im Rechenzentrum: Firma setzt auf neuartige Technologie

Neue Maßstäbe dank IonQ: Das Quantencomputing-Unternehmen hat kürzlich zwei speziell für die nahtlose Integration in bestehende Infrastrukturen entwickelte Rack-Systeme vorgestellt. Diese ermöglichen es Rechenzentren, Quantenressourcen effizient in ihren Einrichtungen zu nutzen.

Nach eigenen Angaben ermöglichen die Lösungen IonQ Forte Enterprise sowie IonQ Tempo Data Centers eine einfachere und kostengünstigere Nutzung des Potenzials von Quantencomputing. Zudem können sie die Funktionen des Quantencomputings nahtlos in ihre zentralen Arbeitsabläufe und Geschäftsprozesse einbinden.

IonQ Forte Enterprise eignet sich speziell für anspruchsvolle Berechnungsprobleme wie Prozessoptimierung, maschinelles Quantenlernen, Korrelationsanalyse und Mustererkennung. Mit einer Rechenleistung auf dem Niveau des Quantencomputers #AQ 35 mit 35 algorithmischen Qubits bietet IonQ dieses beeindruckende Leistungsniveau in einem kompakten Format an, das problemlos in bestehenden Rechenzentrumsinfrastrukturen zum Einsatz kommen kann.

Im Gegensatz dazu richtet sich IonQ Tempo an noch komplexere Anwendungsfälle und präsentiert ein #AQ 64-System. Laut Unternehmensangaben ist dieses in der Lage, weit über das hinauszugehen, was mit herkömmlichen Computern und GPUs simulierbar ist. Zudem bietet diese Lösung einen Rechenraum, der um den Faktor 536 Millionen größer ist als der von IonQ Forte Enterprise.

Es handelt sich bei beiden Lösungen um Technologien der Superlative: Systeme der Kategorie #AQ 35 können mehr als 34 Milliarden verschiedene Möglichkeiten gleichzeitig berücksichtigen. Zum Vergleich: Bei #AQ 64-Systeme sind es sogar mehr als 18 Quintillionen!

Peter Chapman, CEO und Präsident von IonQ, erklärt: „Die aktuelle Nutzung von Quantenressourcen ist im Allgemeinen durch die Zugänglichkeit der Systeme und die Ungenauigkeiten im Maßstab begrenzt. Mit den Lösungen Forte Enterprise und Tempo signalisiert IonQ unseren Partnern, dass die Quantentechnologie Hand in Hand mit der vorhandenen Rechenzentrumshardware arbeiten und innerhalb von zwei Jahren kommerzielle Vorteile bieten kann. Wir bewegen uns zügig auf den Punkt zu, an dem Quantencomputer als Standardinstrument zur Lösung der weltweit komplexesten Probleme eingesetzt werden.“

Kürzlich kündigte IonQ Verträge über den Verkauf zukünftiger Systeme an QuantumBasel an, ein Unternehmen mit Sitz in der Schweiz. Das Ziel: Die Errichtung eines europäischen Quanten-Datenzentrums mit zwei Systemen – eines mit #AQ 35-Kapazität und eines mit #AQ 64-Volumen. In diesem Umfeld planen IonQ und QuantumBasel die Entwicklung neuer Anwendungen in Bereichen wie Logistik, Finanzen, Pharmazie, Chemie und künstliche Intelligenz (KI).

Peter Chapman äußerte sich außerdem zu gemeinsamen Forschungsprojekten und -ergebnissen mit Partnern weltweit. Darunter die Erschaffung der weltweit ersten Kognitionssysteme, die auf Quanten-Hardware basieren. Diese Systeme könnten verbesserte Methoden zur Entscheidungsfindung ermöglichen, die menschliches Denken nachahmen.

In Zusammenarbeit mit dem Fidelity Centre for Applied Technology (FCAT) hat IonQ die Grundlagen für die Lösung von Monte-Carlo-Simulationen geschaffen. Hierbei simulieren Zufallsdaten die Ergebnisse komplexer Probleme. Finanzinstitute verwenden Monte-Carlo-Algorithmen beispielsweise, um die Wechselwirkungen zwischen einem Resultat und verschiedenen Variablen in umfassenden Systemen zu verstehen. Allerdings ist die Genauigkeit solcher Algorithmen oft durch den zeitlichen Aufwand begrenzt: Dieser ist erforderlich, um denselben Algorithmus wiederholt mit unterschiedlichen Werten für die Variablen auszuführen.

Anfang des Jahres erwarb IonQ zudem die Betriebsanlagen von Entangled Networks, einem in Toronto ansässigen Unternehmen, das auf verteilte Quantenprozessoren spezialisiert ist. Diese Initiative markiert einen bedeutenden Schritt in Richtung zukünftiger Quantencomputer, die aus mehreren Prozessoren bestehen und miteinander vernetzt sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Netzwerken ermöglichen Quantencomputer die Verschränkung zwischen den Kernen, um einen einzigen, umfassenderen Quantencomputer zu schaffen.

Was bedeutet #AQ?

Man hört oft, dass die Leistung eines Quantencomputers mit der Anzahl der physikalischen Qubits zu tun hat. IonQ hingegen argumentiert, dass die Anzahl der „nützlichen Qubits“ oder der algorithmischen Qubits die passende Messgröße ist. In seinem Blog stellt Peter Chapman folgenden Vergleich an: „Wer würde heute einen Computer auf der Grundlage der Anzahl der Transistoren kaufen?“

#AQ (Algorithmic Qubits) ist ein von IonQ vorgeschlagenes Benchmarking-Modell. Das System basiert auf Anwendungen und berücksichtigt die Leistung von Computern, auf denen sechs vielversprechende Quantenalgorithmen laufen. Diese Algorithmen wurden speziell für kurzfristige Anwendungsfälle wie Optimierung, Quantensimulation und maschinelles Lernen mit Quanten entwickelt.

Herkömmlichen Benchmarking-Systeme für klassische Computer zielen auf Geschwindigkeit ab. Im Gegensatz dazu fokussiert sich #AQ darauf, die Größe eines Programms bzw. eines Schaltkreises zu bestimmen – mit anderen Worten, seine praktische Anwendbarkeit.

Die von #AQ herangezogenen Anwendungsfälle sind auf Wirtschaftszweige wie Finanzen, Pharmazeutika, chemische Stoffe, Energie und Logistik anwendbar. Die #AQ-Benchmarking-Informationen werden in einem einzigen Diagramm zusammengefasst, das Daten über die Leistung eines bestimmten Systems in einer bestimmten Klasse von Algorithmen enthält.