IBM claimt verifieerbare kwantumvoorsprong met 70 logische qubits

Wat betekent ‘verifieerbare kwantumvoorsprong’?

Met kwantumvoorsprong wordt bedoeld dat een quantumcomputer een probleem uitvoert dat voor klassieke computers niet binnen een praktische tijdsduur oplosbaar is. De claim van IBM en Chicago gaat een stap verder: de onderzoekers zeggen niet alleen dat hun berekening klassiek moeilijk te simuleren is, maar ook dat ze een ondergrens voor de betrouwbaarheid van het resultaat konden berekenen .

De demonstratie vond plaats op een IBM Quantum Heron-processor. De onderzoekers codeerden 70 logische qubits met een nieuwe foutcorrectiemethode. Logische qubits zijn qubits die door foutcorrectie uit meerdere fysieke qubits worden opgebouwd en daardoor beter tegen fouten bestand zijn. Volgens de betrokken partijen behoort dit tot de grootste demonstraties met fouttolerante logische qubits die tot nu toe zijn gemeld .

De quantumcircuit voerde bovendien uit:

• 2.415 logische twee-qubitbewerkingen;
• 468 logische T-poorten, een belangrijk type poort voor universele quantumcomputing;
• een berekening die ongeveer 15 minuten duurde;
• een logisch foutenpercentage dat ongeveer tien keer lager lag dan het foutenpercentage van de onderliggende fysieke qubits .

Het ging om een samplingprobleem: de machine moest steekproeven genereren uit een complexe quantumtoestand. Het probleem was zo ontworpen dat klassieke simulatie zeer moeilijk is, maar dat de uitkomst wel op een ingebouwde manier gecontroleerd kan worden.

De technische doorbraak: de ‘spacetime code’

De kern van het experiment is een techniek die de onderzoekers een ‘spacetime code’ noemen. Die vormt een gestructureerd alternatief voor random circuit sampling, de methode die bij eerdere claims over quantumvoorsprong vaak werd gebruikt .

De onderzoekers bouwden het circuit grotendeels met Clifford-poorten. Die zijn relatief efficiënt klassiek te simuleren en lenen zich goed voor foutdetectie. Vervolgens voegden zij zorgvuldig T-poorten toe op specifieke plaatsen in het circuit. T-poorten zijn juist belangrijk omdat ze berekeningen mogelijk maken die verder gaan dan wat met alleen Clifford-poorten kan — maar ze maken foutcontrole ook ingewikkelder .

Door de T-poorten op die manier in te voegen, bleef een deel van de foutdetectie behouden. Fouten konden daardoor tijdens de berekening worden opgespoord, in plaats van uitsluitend achteraf door een klassieke computer te worden beoordeeld .

De onderzoekers rapporteerden een ondergrens voor de fidelity van 0,284, met 95 procent statistische zekerheid. Fidelity is hier een maat voor hoe dicht de uitgevoerde berekening bij de bedoelde quantumtoestand ligt. Volgens de betrokken onderzoekers is dit de eerste quantumvoorsprongsexperiment waarbij een dergelijke mathematische betrouwbaarheidsgrens is gegeven .

Daar staat wel een forse prijs tegenover. Voor de foutdetectie waren in totaal 860 keer zoveel experimentele runs nodig als normaal. Slechts ongeveer 28 procent van de runs passeerde het foutdetectiefilter . Dat maakt de aanpak voorlopig vooral een wetenschappelijke demonstratie en nog geen efficiënte route naar commerciële toepassingen.

Drie onderzoeken in één aankondiging

De aankondiging van 30 juli bundelde drie afzonderlijke preprints die tussen 27 en 28 juli op arXiv verschenen. Elk onderzoek gebruikte een andere methode om vertrouwen te creëren in quantumresultaten die moeilijk klassiek te simuleren zijn .

• IBM en de University of Chicago rapporteerden de logische-circuitdemonstratie met 70 logische qubits.
• IBM en Qedma Quantum Computing gebruikten Qedma’s QESEM-software voor foutmitigatie om langdurige dynamiek te bestuderen op maximaal 74 qubits. De resultaten werden vergeleken met klassieke simulaties van RIKEN en BlueQubit en met hardwarecontroles op Quantinuum .
• IBM en Algorithmiq beschreven een quantumvoorsprong bij de simulatie van een heterogeen quantum materiaal, een probleem dat acht maanden eerder op IBM’s Quantum Advantage Tracker was gepubliceerd .

Externe onderzoekers merkten op dat de Qedma- en Algorithmiq-publicaties niet expliciet zelf claimden dat ze quantumvoorsprong hadden aangetoond. Ze stelden vooral dat klassieke simulatie in het onderzochte regime moeilijk was . Bovendien zijn alle drie de publicaties nog preprints en dus nog niet door onafhankelijke vakgenoten beoordeeld .

Waarom scepsis blijft bestaan

De claim is aanzienlijk, maar nog niet definitief bewezen. De betrouwbaarheid van de resultaten moet eerst door peerreview en onafhankelijke reproductie worden getoetst. Quantumcomputers zijn bovendien zeer gevoelig voor ruis. Langdurig criticus Gil Kalai heeft betoogd dat ruis de interpretatie van dergelijke resultaten nog altijd kan ondermijnen .

Ook de 860-voudige experimentele overhead is een duidelijke beperking. Een systeem dat voor foutcontrole honderden keren meer metingen nodig heeft, wordt moeilijk schaalbaar zodra de berekeningen groter en praktischer worden. De onderzoekers hebben daarom de circuits en resultaten openbaar gemaakt via IBM’s Quantum Advantage Tracker en de bredere onderzoeksgemeenschap expliciet uitgenodigd om de claim te controleren of te weerleggen .

IBM koppelt doorbraak aan grote commerciële ambities

Op dezelfde dag als de technische aankondiging sprak IBM-topman Arvind Krishna op CNBC over de zakelijke gevolgen. Hij zei dat quantumcomputing in 2028 of 2029 een “meetbare impact” kan krijgen op zowel de omzet als de winst van IBM .

Krishna zei daarnaast dat IBM er “behoorlijk van overtuigd” is dat quantumcomputing tegen het einde van de jaren 2030 1 biljoen dollar aan waarde kan creëren . Dat is een bedrijfsprognose, geen vaststaande marktuitkomst.

IBM heeft zijn ambities intussen met aanzienlijke investeringen ondersteund. In juni 2026 kondigde het bedrijf aan in de komende vijf jaar meer dan 10 miljard dollar in quantumcomputing te willen steken. Het geld is bestemd voor onderzoek en ontwikkeling, hardwareproductie, foutcorrectie, software en samenwerkingen binnen het ecosysteem .

IBM zegt bovendien op schema te liggen voor een grootschalige fouttolerante quantumcomputer in 2029 . Een geplande zelfstandige chipfabriek voor quantumprocessors krijgt volgens de berichtgeving gedeeltelijke steun van een toezegging van 1 miljard dollar door het Amerikaanse ministerie van Handel .

Wat er nu op het spel staat

Als de resultaten de peerreview en onafhankelijke controles doorstaan, vormen ze mogelijk het overtuigendste bewijs tot nu toe dat quantumhardware een nieuwe drempel heeft bereikt: niet alleen een berekening uitvoeren die klassiek onpraktisch is, maar ook aantonen waarom de uitkomst vertrouwen verdient.

De kanttekeningen zijn echter wezenlijk. De test was specifiek ontworpen om controleerbaar te zijn, de foutdetectie vergde een enorme hoeveelheid extra runs en de betrokken onderzoeken zijn nog niet peerreviewed. Voorlopig gaat het dus om een veelbelovende onderzoeksdemonstratie — niet om het bewijs dat quantumcomputers al breed inzetbaar zijn in de industrie. De richting is wel duidelijk: de sector verschuift van spectaculaire proof-of-concepts naar quantumcomputing waarvan de resultaten controleerbaar en reproduceerbaar moeten worden.