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Das höchste Quantenvolumen Der erste Quantencomputer von Honeywell: H1

Autor: Ulrike Ostler

In der vergangenen Woche hat das Unternehmen Honeywell seinen ersten Quantencomputer vorgestellt. Das Modell „H1“ besteht aus 10 vollständig miteinander verbundenen Qubits und kommt auf ein Quantenvolumen (QV) von 128. QV ist eine von IBM entwickelte Leistungsmetrik, und der QV-Wert von 128 ist der bisher höchste bekannte Wert.

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Der Quantencomputer „H1“ von Honeywell basiert auf einer Ionenfalle und weist den bisher höchsten Quantenvolumen-Wert auf.
Der Quantencomputer „H1“ von Honeywell basiert auf einer Ionenfalle und weist den bisher höchsten Quantenvolumen-Wert auf.
(Bild: Honeywell)

Honeywell setzt stark auf die „Trapped-Ion“-Qubit-Technologie, wörtlich: Qubits auf der Basis gefangener Ionen oder auch „Ionenfalle“. Dieser Ansatz beruht auf der Manipulation einzelner elektrisch geladener Atome (Ionen) oder Moleküle; die Ionen sind dabei inhärent identisch und werden mittels elektrischer und magnetischer Felder festgehalten. Einer der Vorteile: Ein solches Konstrukt ist weniger anfällig für „Rauschen“, eine Verunreinigung, die alle Quantensysteme beeinflusst. Solche Qubits weisen zudem tendenziell längere Kohärenzzeiten auf, aber auch längere Schaltzeiten.

Die Mehrzahl der Quantensysteme, die heute entwickelt werden, verwenden supraleitende Qubits auf Halbleiterbasis und erfordern Temperaturen nahe Null (Kelvin). Zu den führenden Unternehmen gehören IBM, Google und Rigetti Systems. Honeywell und das Start-up-Unternehmen IonQ gehören zu den prominenten Anwendern der Trapped-Ion-Technologie.

Qubit-Messung des Cross-Talk im Quantencomputer „H1“: Von Honeywell heißt es: „Wir charakterisieren das Übersprechen hier als den Zerfall der Kohärenz in einem Qubit im gleichen Überlagerungszustand, während wir wiederholt das nächstgelegene Qubit messen.“
Qubit-Messung des Cross-Talk im Quantencomputer „H1“: Von Honeywell heißt es: „Wir charakterisieren das Übersprechen hier als den Zerfall der Kohärenz in einem Qubit im gleichen Überlagerungszustand, während wir wiederholt das nächstgelegene Qubit messen.“
(Bild: Honeywell)

Laut Honeywell verfügt H1 über einzigartige Fähigkeiten, zum Beispiel bei der Messung im mittleren Stromkreis und der Wiederverwendung von Qubits. Der hohe QV-Wert, den das System erreicht, scheint die Behauptung des Herstellers zu belegen. QV ist eine zusammengesetzte Metrik mit vielen Elementen, Gate-Fehlerraten, Dekohärenzzeiten, Qubit-Konnektivität, Effizienz der Betriebssoftware… . Das IBM-System mit der höchsten Bewertung ist heute QV 64 (siehe: „Fortschritt beim Quantencomputing; Quantensprung zu Volume 64 bei IBM“).

Honeywell beabsichtigt nach eigenen Angaben, den QV seines Systems in den kommenden fünf Jahren jährlich um mindestens eine Größenordnung zu erhöhen. Bob Sorensen von Hyperion Research beobachtet die Szene und er schätzt die Chancen von Honeywell um den ersten überlegen, kommerziell verfügbaren Quantencomputer gut ein: „Im Gegensatz zum Großteil der anderen Entwickler von Quantencomputern kann Honeywell bei der Entwicklung seiner Systeme auf das gesammelte Fachwissen auf einer breiten Technologie- und Produktbasis zurückgreifen, die Luft- und Raumfahrt, Werkstoffe und Fertigung umfasst.“

Es sei wichtig anzumerken, dass der Erfolg von Honeywell sich nicht nur auf die Qubit-Anzahl beschränke. Abgesehen von den Diskussionen über die Stärken und Schwächen des Messung des Quantenvolumens sei es ermutigend, dass ein großer Quantencomputerentwickler die Herausforderung eines anspruchsvollen Benchmark annehme.

Wie andere Quantencomputer-Hersteller auch macht Honeywell H1 über eine Cloud-API zugänglich sowie über „Microsoft Azure Quantum“. Vertriebspartnerschaften gibt es zudem mit Zapata Computing und Cambridge Quantum Computing.

Die Roadmap von Honeywell für Quantencomputer; jede Generation soll Verbesserungen bringen.
Die Roadmap von Honeywell für Quantencomputer; jede Generation soll Verbesserungen bringen.
(Bild: Honeywell)

Derzeit gibt es zwei Abonnementstufen - Standard und Premium; sie erlauben einen zeitgesteuerten Zugriff. Standard umfasst acht dedizierte Stunden pro Monat und Premium 16 Stunden pro Monat – Warteschlangen werden nicht dazu gerechnet. Während der zugeteilten Stunden haben die Kunden zwecks Zusammenarbeit auch Zugang zu Honeywell-Wissenschaftlern. Die Preise legt Honeywell allerdings nur unter einer Verschwiegenheitserklärung offen.

Tony Uttley, Präsident von Honeywell Quantum Solutions, vergleicht das Abo mit einem Streaming-Service: „Stellen Sie sich vor, der Streaming-Service, den Sie abonniert haben, wäre in wenigen Wochen doppelt so gut, in wenigen Monaten zehnmal so gut und in wenigen Quartalen tausendmal besser.“ So habe Honeywell bereits mit Integrationsaktivitäten für seine „H2“-Generation sowie mit Entwicklungsaktivitäten für „H3“ begonnen.

Wie andere Quantencomputerhersteller auch kann Honeywell auf erste Kundenerfahrungen verweisen. So wird das Pharma-Unternehmen Merck zitiert. Kam Chana, Director, Computational Platforms bei Merck sagt: „Es war erhellend, die Eigenschaften echter Quantenhardware aus erster Hand zu erleben.“ Unter anderem hat das Unternehmen einen der nativen Algorithmen in der Quick Modeling Language (QML) von Orquestra auf Honeywells H1-System ausgeführt. „Die Kombination von Orquestra's Programmierumgebung mit Quanten-Hardware eröffnet unseren Data Scientists einen breiten Zugang zum Quantencomputing und bringt neue Ansätze für die Entwicklung von Modellen, die auf Künstlicher Intelligenz und Machine Learning beruhen.“

Optische Signalkonditionierung zur Verwendung der Wechselwirkung von Ionenfallen
Optische Signalkonditionierung zur Verwendung der Wechselwirkung von Ionenfallen
(Bild: Honeywell)

Neben der Finanzbranche zeigen auch Logistikunternehmen Interesse: So äußert Justin Baird, Leiter Innovation Asien-Pazifik bei DHL Customer Solutions & Innovation: „Wir glauben, dass die Bewältigung der globalen logistischen Herausforderungen von morgen ein unerschütterliches Engagement für die Weiterentwicklung einiger der vielversprechendsten Technologien von heute erfordert, und dazu gehört auch Quantum Computing. Durch den Versuch, rechnerisch komplexe Probleme mit Honeywell zu lösen, haben wir einen weiteren Schritt unternommen, um die betriebliche Effizienz zu verbessern“.

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Über den Autor

 Ulrike Ostler

Ulrike Ostler

Chefredakteurin DataCenter-Insider, DataCenter-Insider