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IBM QuantencomputerIBM kündigt die industrieweit erste Initiative an, einen kommerziell verfügbaren, universell einsetzbaren Quantencomputer auf den Markt zu bringen.

Das so genannte „IBM Q“ Quantensystem und dazu gehörende Services werden über die IBM Cloud verfügbar gemacht werden. Aktuelle Technologien wie Watson liefern den Nutzern vertiefte oder sogar neue Einblicke in große Datenmengen. Quantensysteme hingegen liefern Lösungen für Aufgaben und Simulationen, an denen klassische IT-Systeme scheitern.

Daneben kündigt das Unternehmen zwei weitere Neuigkeiten für das Quantum Experience an, ein seit 2016 über die IBM Cloud angebotener Zugang zu einem aus fünf Qubits bestehenden Quantencomputer im Watson Forschungszentrum im U.S. Bundesstaat New York. Nutzer können über den Zugang verschiedene Algorithmen ausprobieren, mit einzelnen Qubits arbeiten oder sich mit Hilfe von Tutorials und Simulationen zum Thema Quantencomputing weiterbilden. Die Neuigkeiten:

  • Neue Programmierschnittstellen, so genannte Application Program Interfaces oder kurz APIs. Die APIs werden in der ersten Hälfte dieses Jahres verfügbar sein und es Entwicklern ermöglichen, klassische IT-Systeme mit cloudbasierten Quantencomputern zu verknüpfen. Weitreichende Kenntnisse in Quantenphysik sind dafür nicht erforderlich. Die APIs werden auf GitHub veröffentlicht und beinhalten auch einfache Scripts, die die Funktionen der Schnittstellen demonstrieren.
  • Ein erweiterter Simulator auf dem IBM Quantum Experience, der ein System von bis zu 20 Qubits simulieren kann. Daneben wird in den nächsten Monaten ein Software Development Kit (SDK) veröffentlicht, der es Nutzern erlaubt, einfache Quanten-Anwendungen und Software- Programme zu bauen.

„IBM hat in den vergangenen Jahrzehnten intensiv am Thema Quantentechnologie gearbeitet und wir werden das auch weiterhin tun, um Quantensysteme zur Verfügung zu stellen, deren gewaltige Leistung dann von Wirtschaft und Wissenschaft genutzt werden können,“ sagt Arvind Krishna, Senior Vice President Hybrid Cloud und Director IBM Research. „Wir sind davon überzeugt, dass entsprechende IBM Cloud-Services neben den bereits vorhandenen für Watson und Blockchain das Potential haben, Innovationen in vielen Industriezweigen voranzutreiben.“

IBM plant die Entwicklung so genannter IBM Q Systeme, um die Anwendungsmöglichkeiten von Quantentechnologien zu erweitern. Eine wichtige Größe ist dabei die Leistungsfähigkeit eines Quantensystems, das so genannte „Quantum Volume“. Sie beschreibt die Anzahl der zum Einsatz kommenden Qubits, die Qualität der Quantenoperationen innerhalb eines Systems sowie die Konnektivität und Parallelisierung der Qubits. In einem ersten Schritt zur Verbesserung des Quantum Volumes wird die Entwicklung von kommerziellen IBM Q Systemen mit etwa 50 Qubits geplant, um die Überlegenheit dieses Ansatzes gegenüber klassischen Computer zu demonstrieren. Daneben werden gemeinsam mit Partnern Anwendungen entwickelt, die die Beschleunigung entsprechender Quantensysteme nutzen, so genannter Quantum Speedups.

IBM Q Systeme werden entwickelt, Probleme zu lösen, mit denen klassische IT Systeme überfordert sind, weil sie von zu hoher oder von exponentieller Komplexität sind. Eines der ersten und vielversprechendsten Anwendungsfelder sind Simulationen von quantenmechanischen Vorgängen auf molekularer Ebene in der Chemie. IBM Wissenschaftler haben bereits entsprechende Technologien für eine effiziente Simulation von Problemen der theoretischen Chemie entwickelt. In Zukunft sind weitere Experimente mit komplexen Molekülen geplant, um bessere Vorhersagen über chemische Eigenschaften von Komponenten treffen zu können als es mit klassischen Computern heute möglich ist.

„Heutige Computersysteme sind außergewöhnlich leistungsfähig und werden auch weiterhin eine zentrale Rolle in Wirtschaft und Gesellschaft spielen. Es gibt aber eine Reihe von Herausforderungen, die mit diesen Computern nicht zu bewältigen sind. Dafür brauchen wir Quantencomputer“, sagt Tom Rosamilia, Senior Vice President IBM Systems. „In unserer Vorstellung werden in Zukunft IBM Q Systeme zusammen mit unseren klassischen High Performance-Systemen diese Themen angehen.“

Der Entwicklungsplan von IBM für den Einsatz kommerzieller Quantencomputer sieht vor, dass alle technischen Komponenten holistisch weiterentwickelt werden. Dazu gehören supraleitende Qubits, komplexe High Performance System Integration sowie Ansätze für die Produktion von Nanotechnologien in der Halbleiterfabrikation, um die Möglichkeiten der Quantenmechanik optimal nutzen zu können.

www.ibm.com/research

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