NVIDIA simuliert fehlertolerantes Quantenrechnen mit 104 Qubits in Jülich

NVIDIA hat auf dem Jülicher Supercomputer JUPITER, Europas erstem Exascale-Supercomputer, fehlertolerantes Quantenrechnen unter realistischen Störeinflüssen simuliert. Nach Unternehmensangaben bestätigt das Experiment ein ressourcensparendes Verfahren. Es soll Forschern helfen, Entwürfe für künftige Quantencomputer vor dem Bau der Hardware zu prüfen.

Die am 19. Oktober 2026 von NVIDIA vorgestellte Simulation umfasste 104 Qubits, die Recheneinheiten eines Quantencomputers. Der Anbieter bezeichnet sie als bislang größte umfassende Simulation eines fehlertoleranten Quantenprozessors. Das untersuchte Verfahren benötigt laut NVIDIA 90 Prozent weniger physische Qubits als frühere Methoden. Die Berechnungen liefen am Jülicher Superrechenzentrum auf einem System mit NVIDIA-GH200-Chips, Hochleistungschips des Herstellers für Rechenzentren.

Störungen statt idealer Bedingungen

Die Steuerung von Qubits verursacht unvermeidbare Störeinflüsse, die Rechenfehler auslösen. Fehlertolerantes Quantenrechnen soll Berechnungen trotz dieser Fehler ermöglichen. Dafür benötigt es sogenannte Magic States: spezielle Anordnungen von Qubits, die während der Berechnung fortlaufend verbraucht werden. NVIDIA simulierte deren Herstellung mit dem Verfahren Magic State Cultivation, das die benötigten Zustände erzeugt, unter realistischen Hardwarestörungen. Frühere Jülicher Forschung hatte dagegen 50 Qubits unter idealen, störungsfreien Bedingungen simuliert.

Vorbereitung auf Tausenden Grafikprozessoren

Als Entwicklungsplattform diente ein NVIDIA-GB200-NVL72-System, ein Rechensystem mit zahlreichen Grafikprozessoren, am NVIDIA-Forschungszentrum für beschleunigtes Quantenrechnen (NVAQC). Dort skalierte das Team Tests von vier auf Hunderte Grafikprozessoren, bevor es 8.192 Grafikprozessoren auf JUPITER nutzte. Laut NVIDIA verkürzten die Vorarbeiten einen wochenlangen Simulationsaufwand auf Tage. Die Berechnungen nutzten cuQuantum, eine Software für Quantensimulationen. CUDA-Q, NVIDIAs Softwareplattform zur Programmierung von Quantencomputern, beschrieb den untersuchten Quantenschaltkreis über ihre logische Ebene für fehlertolerante Berechnungen.