Forscher haben den Quantenprozessor IBM Nighthawk zwei praxisnahen Tests unterzogen: einem vereinfachten Modell aus der Teilchenphysik und der Filterung von bösartigem Netzwerkverkehr. Auf die Experimente wurde im „Quantum Computing Report“ aufmerksam gemacht.
In der ersten Arbeit versuchte das Team nicht einfach nur „Qubits zu prüfen“, sondern auf der Hardware eine physikalische Fragestellung zu berechnen — die Wechselwirkung zwischen Nukleon und Antinukleon in einem vereinfachten Modell der Quantenchromodynamik QCD2. Das System wurde in eine Spin-Kette zerlegt und auf Nighthawk ausgeführt. Das resultierende Wechselwirkungspotenzial zeigte die erwartete Anziehung und stimmte mit den Ergebnissen klassischer Tests überein — einer exakten Diagonalisierung und einer idealen Simulation. Die Autoren hoben zudem gesondert hervor, dass sie dank struktureller Fehlerkompensation ein nutzbares Signal aus verrauschten Daten herausgeholt haben.
Die zweite Arbeit befasst sich mit Cybersicherheit und mit einem weitaus bodenständigeren Use Case: Es gilt, bösartigen DoS- und DDoS-Traffic vom normalen Verkehr zu trennen, ohne dabei legitime Verbindungen „zu beschädigen“. Die Forschenden nahmen Logs aus Honeypot-Systemen und machten daraus ein Problem der Graphenoptimierung, das sie mit einem Quanten-näherungsbasierten Optimierungsalgorithmus lösten: QAOA.
In den Experimenten wurden Graphen mit 16, 32, 66 und 110 Ereignissen verwendet. Die größte Variante – 110 Knoten und 181 Kanten – wurde auf drei IBM-Backends aus dem IBM Quantum Network ausgeführt. Laut der Zusammenfassung im „Quantum Computing Report“ benötigte Nighthawk am wenigsten Zwei-Kubitum-Operationen und lieferte die geringsten Kompilierungs-Overheads, während der auf Heron basierende Prozessor die beste Zielmetrik zeigte.
Die Autoren beider Arbeiten beanspruchen keinen quantenmechanischen Vorteil. Sie reichen die Ergebnisse als Anwendungsbenchmark ein: Wie gut sind solche Systeme bereits für Aufgaben geeignet, bei denen sowohl die Rechengenauigkeit als auch die Robustheit gegenüber Rauschen wichtig sind?
Erinnern wir daran: Im Juni stellten Forschende von IBM einen neuen Ansatz zur Suche nach Codes zur Korrektur quantenmechanischer Fehler mithilfe großer Sprachmodelle vor.