Veckans analys: Microsofts skalning av logiska kvantbitar och IBM:s Heron-benchmarks

Landskapet för kvantdatorer har officiellt övergått från laboratorieexperiment till en fas av rigorös systemteknik. Denna vecka har stora uppdateringar från branschledare klargjort färdplanen mot feltoleranta system, med mindre fokus på råa antal fysiska kvantbitar och mer på tillförlitligheten hos logiska kvantbitar samt exekveringshastighet i faktiska datacentermiljöer.

Microsofts skalning mot 50 logiska kvantbitar

Microsoft har intensifierat sitt fokus på felkorrigering genom att utnyttja sin nya familj av fyrdimensionella (4D) geometriska koder för att skala upp antalet logiska kvantbitar. Efter det tidigare genombrottet med 24 sammanflätade logiska kvantbitar, som uppnåddes tillsammans med Atom Computing, siktar Microsoft nu på ett kortsiktigt mål om 50 logiska kvantbitar. Denna utveckling drivs av chiparkitekturen Majorana 1, som använder en topologisk metod designad för felresistens direkt på hårdvarunivå.

De senaste mätvärdena indikerar att dessa 4D-koder uppnår en tusenfaldig minskning av felprocenten, vilket kräver betydligt färre fysiska kvantbitar för att forma en enda logisk kvantbit jämfört med traditionella yt-koder (surface codes). Denna effektivitet är en hörnsten i företagets prognos att kommersiellt relevanta kvantmaskiner kommer att vara i drift i datacenter senast 2029. Genom att minska omkostnaderna för felkorrigering flyttar Microsoft branschen närmare "Nivå 2 – Resilient", där adderandet av fler kvantbitar konsekvent minskar bruset snarare än att förstärka det.

IBM:s Heron-benchmarks och utrullningen av Nighthawk

IBM har publicerat uppdaterade prestandasiffror för sin Heron R2-processor, vilket bekräftar dess status som en högpresterande maskin för industriell nytta. Heron-familjen kan nu utföra 5 000 grindoperationer mellan två kvantbitar i ett och samma jobb – en fördubbling jämfört med tidigare riktmärken. Vidare har Heron R2 (specifikt ibm_kingston-systemet) uppvisat en prestanda på 340 000 Circuit Layer Operations Per Second (CLOPS), vilket ger den hastighet som krävs för komplexa vetenskapliga simuleringar.

Parallellt med dessa benchmarks påbörjar IBM nu utrullningen av sin Nighthawk-processor. Till skillnad från tidigare designer har Nighthawk en kvadratisk kvantbitstopologi med 218 inställbara kopplingar, vilket möjliggör en 30-procentig ökning av kretskomplexiteten. Denna arkitektur är specifikt utformad för att underlätta övergången till verifierad kvantfördel (quantum advantage), något som IBM förväntar sig uppnå innan slutet av 2026. Integrationen av dessa processorer i en kvantcentrerad superdatorarkitektur gör det möjligt för forskare att köra hybrida arbetsbelastningar, såsom simuleringar av järn-svavelkluster, över både klassiska resurser och kvantresurser med minimal latens.

Korta branschnyheter inom kvantteknik

• Infleqtion-milstolpe: Har framgångsrikt kört algoritmer för biomarkörsidentifiering med 12 logiska kvantbitar på sitt Sqale-system, vilket har identifierat korrelationer i cancerdata som överträffar klassisk beräkningskapacitet.
• Pasqal-driftsättning: Italiens första kvantdator baserad på neutrala atomer, ett system med 140 kvantbitar, levererades denna vecka för att stärka regional forskning inom materialvetenskap.
• Genombrott i nätverk: Qunnect har tillsammans med Cisco demonstrerat sammanflätning (entanglement swapping) i storstadsskala över kommersiell fiber, ett kritiskt steg mot ett decentraliserat kvantinternet.
• Felkorrigering: Nya mätvärden visar att avkodning av kvantfel nu är möjlig på under 480 nanosekunder med hjälp av qLDPC-koder på klassisk hårdvara.