Neuer Maßstab für den Vergleich von Quantencomputern: Was zeigt QUOPS?

Der Vergleich von Quantencomputern allein anhand der Anzahl der Qubits oder der Verarbeitungsgeschwindigkeit kann aufgrund der unterschiedlichen Architekturen oft irreführend sein. Forscher unter der Leitung von Dr. Timothy Proctor von den Sandia National Laboratories haben ein neues Benchmarking-System namens QUOPS entwickelt, um für dieses Problem einen gemeinsamen Messrahmen zu bieten.

QUOPS, das als „Quantum Universal Operations Performance System“ beschrieben wird, zielt darauf ab, sowohl die Größe eines Problems, das ein Quantencomputer verarbeiten kann, als auch die Geschwindigkeit, mit der er dies tut, gemeinsam zu bewerten. Auf diese Weise soll ein besser verständlicher Vergleich von Systemen ermöglicht werden, die unterschiedliche Qubit-Typen, Verbindungsstrukturen und Verarbeitungsmethoden verwenden.

In der Studie, die noch nicht von Fachleuten begutachtet wurde, wurde QUOPS an fortschrittlichen Quantensystemen von Google, IBM und Quantinuum getestet. Das Ergebnis zeigte, dass das am schnellsten arbeitende System nicht in jedem Fall auch das System ist, das größere Quantenprobleme lösen kann.

GESCHWINDIGKEIT UND KAPAZITÄT ENTWICKELN SICH NICHT GLEICHZEITIG

Während Googles Willow-System eine Geschwindigkeit von 2,0 × 10^7 QUOPS pro Sekunde erreichte und einen QUOPS-Wert von 216 erzielte, wurde IBM Boston mit einer Geschwindigkeit von 3,1 × 10^5 QUOPS/s und einem QUOPS-Wert von 204 gemessen.

Auf der Seite von Quantinuum fiel trotz geringerer Geschwindigkeiten eine höhere Problemlösungskapazität auf. Das Modell H2-1 erreichte bei einer Geschwindigkeit von 353 QUOPS/s einen QUOPS-Wert von 1320, während das Modell Helios-1 bei 303 QUOPS/s einen Wert von 1504 erzielte. Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass die Quantenleistung nicht durch einen einzigen Geschwindigkeitsindikator erklärt werden kann.

Den Forschern zufolge kann QUOPS nicht nur zur Einstufung bestehender Geräte verwendet werden, sondern auch dazu, zu verfolgen, wie nahe Quantencomputer an reale Probleme heranrücken. Aufgaben, die als schwer zugänglich für klassische Computer gelten, wie das Knacken der RSA-2048-Verschlüsselung oder die Lösung des Reaktionsmechanismus des FeMo-co-Enzyms, erfordern Kapazitäten, die weit über die der derzeitigen Systeme hinausgehen.

In der Studie wird darauf hingewiesen, dass für solche Ziele die Kapazität von Quantencomputern etwa verfünffacht und die Leistung auf ein Niveau von hunderten Millionen QUOPS gesteigert werden muss. Die eigentliche Bedeutung des neuen Maßstabs liegt daher darin, dass er durch die Überwachung verschiedener Quantenarchitekturen auf einer gemeinsamen Basis klarer aufzeigt, wie nahe die Technologie an der Schwelle zur praktischen Anwendung steht.

Nachrichtenquelle: 12punto