IBM und RIKEN stellen das erste IBM Quantum System außerhalb der USA vor

Der Quantencomputer der nächsten Generation von IBM, der nun in Japan online ist, ist auch mit dem Supercomputer Fugaku verbunden, um die Rechenleistung und Genauigkeit von Quantencomputern zu beschleunigen.

IBM und RIKEN, ein nationales Forschungslabor in Japan, haben das erste IBM Quantum System Two vorgestellt, das jemals außerhalb der Vereinigten Staaten und außerhalb eines IBM Quantum Data Centers eingesetzt wird. Die Verfügbarkeit dieses Systems ist auch ein Meilenstein, da es sich um den ersten Quantencomputer handelt, der zusammen mit dem Supercomputer Fugaku von RIKEN – einem der leistungsstärksten klassischen Systeme der Welt – eingesetzt wird. Diese Bemühungen werden von der New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) unterstützt, einer Organisation unter der Zuständigkeit des japanischen Ministeriums für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) im Rahmen des „Projekts zur Forschung und Entwicklung verbesserter Infrastrukturen für Informations- und Kommunikationssysteme nach 5G” unter dem Titel „Entwicklung integrierter Nutzungstechnologien für Quanten- und Supercomputer”.

Das IBM Quantum System Two bei RIKEN wird von IBMs 156-Qubit-Prozessor IBM Quantum Heron angetrieben, dem bislang leistungsstärksten Quantenprozessor des Unternehmens. Die Qualität von IBM Heron, gemessen an der Zwei-Qubit-Fehlerrate in einem 100-Qubit-Schichtkreis, beträgt 3×10^-3 (wobei der beste Zwei-Qubit-Fehler 1×10^-3 beträgt) – das ist zehnmal besser als die vorherige Generation IBM Quantum Eagle mit 127 Qubits. Die Geschwindigkeit des IBM Heron, gemessen anhand der CLOPS-Metrik (Circuit Layer Operations per Second), beträgt 250.000, was einer weiteren 10-fachen Verbesserung gegenüber dem IBM Eagle im letzten Jahr entspricht.

Mit einer Größe von 156 Qubits und diesen Qualitäts- und Geschwindigkeitsmetriken ist Heron der leistungsstärkste Quantenprozessor der Welt. Der neueste Heron ist in der Lage, Quanten-Schaltkreise auszuführen, die über Brute-Force-Simulationen auf klassischen Computern hinausgehen, und seine Verbindung zu Fugaku wird es den RIKEN-Teams ermöglichen, quantenzentrierte Supercomputing-Ansätze zu nutzen, um die Forschung an fortschrittlichen Algorithmen, wie beispielsweise grundlegenden chemischen Problemen, voranzutreiben.

Das neue IBM Quantum System Two befindet sich zusammen mit Fugaku im RIKEN Center for Computational Science (R-CCS), Japans führendem Hochleistungsrechenzentrum (HPC). Die Computer sind über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk auf der grundlegenden Befehlsebene miteinander verbunden und bilden so einen Testbereich für quantenzentriertes Supercomputing. Diese Integration auf niedriger Ebene ermöglicht es den Ingenieuren von RIKEN und IBM, parallelisierte Workloads, klassische Quanten-Kommunikationsprotokolle mit geringer Latenz sowie fortschrittliche Kompilierungsdurchläufe und Bibliotheken zu entwickeln. Da quanten- und klassische Systeme letztlich unterschiedliche Rechenleistungen bieten, kann jedes Paradigma nahtlos die Teile eines Algorithmus ausführen, für die es am besten geeignet ist.

Dieser Quantencomputer erweitert die weltweite Flotte von Quantencomputern von IBM und wurde am 24. Juni 2025 in Kobe, Japan, im Rahmen einer feierlichen Zeremonie offiziell in Betrieb genommen. Die Veranstaltung wurde mit einer Eröffnungsrede von RIKEN-Präsident Makoto Gonokami, Jay Gambetta, IBM Fellow und Vice President von IBM Quantum, Akio Yamaguchi, General Manager von IBM Japan, sowie lokalen Parlamentsmitgliedern und Vertretern der Präfektur und Stadt Kobe, METI, NEDO und MEXT eröffnet.

„Die Zukunft der Datenverarbeitung ist quantenzentriert, und gemeinsam mit unseren Partnern bei RIKEN machen wir einen großen Schritt vorwärts, um diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen“, sagte Jay Gambetta, VP, IBM Quantum. „Das neue IBM Quantum System Two, das mit unserem neuesten Heron-Prozessor ausgestattet und mit Fugaku verbunden ist, wird Wissenschaftlern und Ingenieuren ermöglichen, die Grenzen des Möglichen zu erweitern.“

„Durch die Kombination von Fugaku und dem IBM Quantum System Two will RIKEN Japan in eine neue Ära des Hochleistungsrechnens führen“, sagte Dr. Mitsuhisa Sato, Abteilungsleiter der Quantum-HPC Hybrid Platform Division, RIKEN Center for Computational Science. „Unsere Mission ist es, praktische Quanten-HPC-Hybrid-Workflows zu entwickeln und zu demonstrieren, die sowohl von der wissenschaftlichen Gemeinschaft als auch von der Industrie genutzt werden können. Die Verbindung dieser beiden Systeme ermöglicht uns entscheidende Schritte zur Verwirklichung dieser Vision.“

Die Installation des IBM Quantum System Two bei RIKEN wird die bisherigen Erfolge der Forscher von RIKEN und IBM weiter ausbauen, die nach Algorithmen suchen, die einen Quantenvorteil bieten: den Punkt, an dem ein Quantencomputer ein Problem schneller, kostengünstiger oder genauer lösen kann als jede bekannte klassische Methode. Dazu gehören auch die kürzlich auf dem Cover von Science Advances vorgestellten Arbeiten, die auf SQD-Techniken (Sample-Based Quantum Diagonalization) basieren, um die elektronische Struktur von Eisensulfiden, einer in der Natur und in organischen Systemen weit verbreiteten Verbindung, genau zu modellieren. Die Fähigkeit, ein so komplexes System realistisch zu modellieren, ist für viele Probleme in der Chemie von entscheidender Bedeutung und galt bislang als Aufgabe für fehlertolerante Quantencomputer. SQD-Workflows gehören zu den ersten Demonstrationen dafür, wie die heutigen Quantencomputer der nächsten Generation in Verbindung mit leistungsstarker klassischer Infrastruktur einen wissenschaftlichen Mehrwert bieten können.

Bilder Quelle: IBM 

Über RIKEN

RIKEN ist Japans größtes Forschungsinstitut für Grundlagen- und angewandte Forschung. Jedes Jahr werden über 2.500 Artikel von RIKEN-Forschern in führenden wissenschaftlichen und technologischen Fachzeitschriften veröffentlicht, die ein breites Spektrum an Disziplinen abdecken, darunter Physik, Chemie, Biologie, Ingenieurwesen und Medizin. Die Forschungsumgebung von RIKEN und die starke Betonung der interdisziplinären Zusammenarbeit und Globalisierung haben dem Institut weltweit einen hervorragenden Ruf für wissenschaftliche Exzellenz eingebracht.

Weitere Informationen finden Sie unter www.riken.jp.