Quantenvolumen (QV) ist ein hardwareunabhängiger Benchmark, der von IBM Research entwickelt wurde, um die Gesamtleistungsfähigkeit eines Quantencomputers zu messen. QV ist definiert als 2^d, wobei d der größte quadratische Zufallsschaltkreis (d Qubits, d Schichten) ist, den ein Gerät mit einer Erfolgswahrscheinlichkeit von >2/3 ausführen kann (d. h. das Heavy-Output-Generation-Problem). QV erfasst Qubit-Anzahl, Konnektivität, Gatterfidelität, Messfehler und Schaltkreiskompilierungsqualität allesamt in einer einzigen Zahl. Ein QV von 64 bedeutet d=6 (2^6=64). Höher ist besser. IBMs Systeme haben QV-Werte von 512+ erreicht. Einschränkungen: QV konzentriert sich auf kleine quadratische Schaltkreise und spiegelt die Leistung bei größeren spezialisierten Schaltkreisen möglicherweise nicht wider. Wettbewerber wie IonQ verwenden alternative Metriken wie #AQ (Algorithmic Qubits). Das Quantenvolumen war einflussreich, wird jetzt aber durch anwendungsspezifische Benchmarks ergänzt.
Verwandte Begriffe
Fidelität
MetricsEin Maß (0 bis 1) dafür, wie nahe eine tatsächliche Quantenoperation oder ein Quantenzustand am idealen Ziel liegt.
NISQ
HardwareNoisy Intermediate-Scale Quantum — Geräte mit 50–1000 Qubits ohne vollständige Fehlerkorrektur.
T1 / T2-Zeit
HardwareT1 ist die Energierelaxationszeit des Qubits; T2 ist die Kohärenzzeit (Dephasierung). Beide begrenzen die Schaltkreisdauer.
QPU
HardwareQuantum Processing Unit — der physische Hardware-Chip, der Quantenschaltkreise ausführt.