IBM's weg naar Starling: wat de foutcorrectieresultaten van november 2026 wel en niet laten zien

Het doel: 200 logische qubits en 100 miljoen bewerkingen

Volgens IBM zal het Starling-systeem van IBM Quantum, gepland voor 2029, circuits van 100 miljoen kwantumbewerkingen uitvoeren op 200 logische qubits. Een logische qubit is een beschermde eenheid kwantuminformatie, verspreid over veel fysieke qubits, zodat fouten sneller kunnen worden opgespoord en gecorrigeerd dan ze zich opstapelen. Onze uitleg over foutcorrectie behandelt de basis.

Het ontwerp van Starling steunt op een familie kwantumcodes met lage-dichtheidspariteitscontrole (qLDPC), de zogeheten bivariate bicycle-codes, die IBM-onderzoekers in 2024 in Nature publiceerden. Hun belangrijkste voorbeeld, de "gross"-code [[144,12,12]], slaat 12 logische qubits op in 288 fysieke qubits. Het artikel schat dat de veelgebruikte surface code bijna 3.000 fysieke qubits nodig zou hebben voor vergelijkbare bescherming, uitgaande van een fysiek foutpercentage van 0,1%. In 2025 beschreef IBM hoe je met zulke codes een volledige computer bouwt, de "bicycle-architectuur": codemodules, elk met een logische verwerkingseenheid, verbonden via adapters en gevoed door fabrieken voor magische toestanden.

Het knelpunt is de bedrading. In het oorspronkelijke schema moet elke qubit met zes andere communiceren, en sommige van die partners liggen ver weg op de chip. Daarom draaien de resultaten van november 2026 om koppelaars, verbindingen en fabricage in plaats van om aantallen qubits.

Wat IBM op 11 november meldde

IBM publiceerde de update rond zijn Quantum Developer Conference, op dezelfde dag als de roadmap voor Nighthawk r3, waarover we apart schreven. De tabel zet elk gemeld resultaat af tegen het doel dat IBM voor Starling noemt. Alle cijfers zijn van IBM zelf.

Bouwsteen	Gemeld in november 2026	Eis of status voor Starling
Fysieke qubits (Loon-chip)	Coherentietijd (T1) van ongeveer 200 µs; mediane gatefout rond 0,3%	T1 in het millisecondebereik; gatefouten in het lage 0,01%-bereik
Beste gates op huidige chips	Gatefouten op Heron en Nighthawk van slechts 0,04%	Laag 0,01%-bereik
Koppelaars voor lange afstand op de chip (c-couplers)	Kwaliteitsfactor van de resonator boven 10 miljoen; drie bedradingslagen in plaats van twee; lengte van 20 mm	Volgens IBM meer dan Starling nodig heeft
Foutcorrigerende code	De herziene code heeft vijf verbindingen per qubit nodig in plaats van zes; IBM meldt 20 tot 100 keer lagere logische foutpercentages	Gesimuleerd, nog niet op hardware uitgevoerd
Fabricage	Josephson-juncties per processor teruggebracht van ongeveer 5.000 naar ongeveer 2.000	Meer chips waarop elke junctie werkt
Decoder	Relay-BP-algoritme uitgebreid; eigen chip op een 2-nm-proces in ontwikkeling	Volgens IBM voldoet het algoritme al aan de behoeften van Starling
Verbindingen tussen chips (l-couplers)	Vier verbindingen tussen twee Nighthawk-chips; gemiddelde fout ongeveer 1% (beste 0,7%)	Meer dan 100 verbindingen per module bij 0,1% fout
Cryogeen systeem	Twee modulaire cryostaten gekoppeld en in minder dan vijf dagen gekoeld tot onder 15 mK	Tot 12 cryogene modules
Besturingselektronica	Cryogene besturingschips evenaren of overtreffen nu de gateprestaties van besturing op kamertemperatuur	Schaalpad voor de bedrading in de koelkast

Waarom minder juncties belangrijker zijn dan het klinkt

Een van de minst opvallende punten is misschien het meest praktische. IBM zegt dat de herziene code elke processor laat werken met ongeveer 2.000 Josephson-juncties in plaats van ongeveer 5.000. Bij een opbrengst van 99,95% per junctie schat IBM dat één op de drie processoren volledig werkend van de band zou komen, tegenover één op de twaalf eerder.

De rekensom klopt. Als elke junctie moet werken, is de kans op een perfecte chip 0,9995 tot de macht van het aantal juncties. Dat geeft ongeveer 8% bij 5.000 juncties en ongeveer 37% bij 2.000, een verbetering van meer dan vier keer. Voor een machine die veel identieke modules nodig heeft, is opbrengst evenzeer een kwestie van kosten en planning als van natuurkunde.

De zwakste schakel is letterlijk de verbinding

Starling is modulair: processoren op aparte chips en in aparte cryostaten moeten kwantumtoestanden uitwisselen. De l-coupler-resultaten van IBM zijn de duidelijkste maat voor hoe ver dat gevorderd is. In een aparte technische publicatie (zie ons eerdere bericht) meldt IBM dat het twee Nighthawk-processoren verbond met vier l-couplers via coaxkabels van aluminium van 80 cm. De toestandsoverdracht via de verbindingen haalde gemiddeld 99%, met een beste waarde van 99,3%. Een twee-qubitgate tussen de chips haalde gemiddeld over de vier verbindingen een fideliteit van 94,75%, ruim onder de gates op de chip.

Ontvang de DesignQuantum^™-nieuwsbrief

Gratis nieuws en achtergrondartikelen over quantumcomputing, met links naar de bronnen die we gebruikten. Kies dagelijks, wekelijks of maandelijks.

Website

E-mailadres FrequentieDagelijksWekelijksMaandelijks TaalEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית Gratis aanmelden

Gratis. Altijd met één klik af te melden. Privacybeleid

Er is een kleine discrepantie die het vermelden waard is. IBM's schriftelijke materiaal noemt 99,3% als beste verbindingsresultaat, terwijl Ars Technica Oliver Dial van IBM citeert met tot 99,4 procent. Hoe dan ook is IBM's eigen doel voor Starling een verbindingsfout van 0,1%, ongeveer tien keer beter dan het huidige gemiddelde. Starling heeft bovendien meer dan 100 van zulke verbindingen per module nodig, tegenover vier in deze demonstratie.

Ook de uitrol van gekoppelde chips is vertraagd. IBM's roadmap van maart 2026 verwachtte in 2026 tot drie gekoppelde Nighthawk-modules van 120 qubits (360 qubits). Volgens Ars Technica is het plan teruggebracht van negen gekoppelde chips naar twee, en staat het eerste systeem met twee chips, gebouwd uit Nighthawk r3-processoren van 520 qubits, nu gepland voor 2027.

Decodering: een bewering om zorgvuldig te lezen

Foutcorrectie werkt alleen als een klassieke decoder in realtime uit de stroom metingen kan afleiden welke fouten zijn opgetreden. IBM's Relay-BP-decoder, beschreven in een preprint uit 2025, is een lichte message-passing-methode die is ontworpen voor FPGA's of speciale chips. In simulaties presteerde hij beter dan een standaarddecoder (BP+OSD) op bivariate bicycle-codes. De preprint schat een budget van ongeveer 600 iteraties om een circuit van 12 cycli te decoderen bij één microseconde per cyclus.

IBM zegt nu dat Relay-BP al aan de eisen van Starling voldoet en dat het een eigen decoderchip op een 2-nm-proces ontwerpt. Dat is een sterke bewering over een algoritme, maar ze rust op simulaties. Een decoder die een werkend logisch geheugen op echte hardware bijhoudt, is een aparte mijlpaal. IBM's roadmap van maart beloofde een decoderprototype in 2026, en het materiaal van november beschrijft de chip als nog in ontwikkeling.

Een andere gok op schaalvergroting

Niet elk bedrijf met supergeleidende qubits kiest dezelfde route. Op 10 november meldde Rigetti Computing een mediane twee-qubitgatefideliteit van 99,5% op zijn Cepheus-systeem van 108 qubits, opgebouwd uit twaalf chiplets van negen qubits. Rigetti wil opschalen door meer qubits in één verdunningskoelkast te plaatsen in plaats van koelkasten in een netwerk te verbinden. IBM zet in op gekoppelde cryostaten. Beide strategieën berusten op gegevens van de bedrijven zelf, en geen van beide heeft al foutgecorrigeerd rekenen op schaal laten zien.

Hype tegenover inhoud

• Inhoud: IBM publiceert componentcijfers met expliciete doelen, waardoor vooruitgang meetbaar wordt. De kwaliteitsfactoren van de c-couplers, de opbrengstberekening voor de juncties en de integratie van de cryostaten zijn concrete technische stappen.
• Nog niet aangetoond: het materiaal van november dat wij hebben bekeken, meldt geen logisch qLDPC-geheugen op hardware van de Loon-klasse met realtime decodering. Volgens IBM's roadmap zal een processor met de naam Kookaburra één Starling-module demonstreren (een logische verwerkingseenheid plus geheugen); die demonstratie is niet als voltooid gemeld.
• De gaten zijn groot: de mediane gatefout van Loon (ongeveer 0,3%) is meer dan tien keer het doel van Starling, en de verbindingsfout is ongeveer tien keer te hoog, met 25 keer minder verbindingen dan één module nodig heeft.
• Besparingen op basis van modellen: de bewering dat Starling ongeveer tien keer minder fysieke qubits nodig heeft dan andere fouttolerante ontwerpen, hangt af van ruismodellen zoals het fysieke foutpercentage van 0,1% uit het artikel van 2024.
• Eigen opgave: de meeste van deze cijfers komen uit blogposts en persmateriaal van IBM, niet uit peer-reviewed artikelen. Beschouw ze als de lezing van het bedrijf tot er onafhankelijke resultaten verschijnen.

Waar je op moet letten

Vier signalen laten zien of de datum van 2029 overeind blijft: een hardwaredemonstratie van een logisch geheugen met een bivariate bicycle-code en realtime decodering; een l-coupler-fout die richting 0,1% daalt terwijl het aantal verbindingen groeit; de levering van het Nighthawk r3-systeem met twee chips in 2027; en het door IBM aangehaalde doel van de Genesis Mission van het Amerikaanse ministerie van Energie om eind 2028 100 logische qubits 100.000 moeilijke bewerkingen te laten uitvoeren. Hoe je zulke beweringen weegt, lees je in onze gids over het lezen van een aankondiging over kwantumcomputing.