Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Dreiqubit-Toren für die Quantencomputing
Jacqueline Röhrdanz
Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Dreiqubit-Toren für die Quantencomputing
Rydberg-Ionen erreichen 97-prozentige Genauigkeit mit schnellen Drei-Qubit-Gattern für Quantencomputer
Zusammenfassung Wissenschaftler haben eine neue Art von Quantencomputer-Gatter entwickelt, das angeregte Ionen nutzt und eine Genauigkeit von über 97 Prozent erreicht – bei deutlich höherer Geschwindigkeit als bestehende Methoden. Damit ebnet der Durchbruch den Weg für leistungsfähigere und zuverlässigere Quantencomputer, die Fehler während Berechnungen korrigieren können.
Veröffentlichungsdatum 22. Dezember 2025, 11:25 Uhr MEZ
Schlagwörter Forschung, Technologie, Innovation, Informatik, Finanzen, Wearables, Daten- und Cloud-Computing, Kultur & Reisen
Artikeltext Ein neuer Durchbruch in der Quanteninformatik demonstriert schnellere und präzisere Operationen mit gefangenen Ionen. Forscher entwickelten ein Drei-Qubit-Gatter, das über 97 Prozent Genauigkeit erreicht und dabei nur zwei Mikrosekunden benötigt. Dieser Fortschritt ermöglicht erstmals praktische Quantenfehlerkorrektur mit realer Hardware.
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Das Team nutzte hochangeregte Rydberg-Zustände gefangener Ionen, um ein Multi-Qubit-Gatter zu realisieren. Diese Methode übertrifft herkömmliche Ansätze sowohl in Geschwindigkeit als auch in Präzision. Durch die Anregung der Ionen in diese Zustände gelang es, hochpräzise Operationen durchzuführen, die die Grundlage für zuverlässigere Quantencomputer bilden könnten.
Simulationen bestätigten die Machbarkeit eines messungsfreien Fehlerkorrekturverfahrens unter Verwendung des Neun-Qubit-Bacon-Shor-Codes in einer linearen Ionenkette. Die Forscher schlagen zudem einen neuen fehlerresistenten Ansatz zur Quantenfehlerkorrektur vor, der speziell auf diese Technologie zugeschnitten ist. Allerdings wiesen sie darauf hin, dass eine Skalierung mit einer linearen Kette aufgrund von Verbindungsbeschränkungen weiterhin unpraktisch bleibt.
Um dieses Problem zu lösen, setzten die Wissenschaftler fehlerresistente SWAP-Gatter ein, um Qubits innerhalb der Ionenfalle umzupositionieren. Dieser Lösungsansatz ermöglichte die Implementierung des Fehlerkorrekturkreislaufs trotz begrenzter Verbindungen. Für die Zukunft deutet die Studie an, dass zwei- und dreidimensionale Ionenanordnungen eine bessere Skalierbarkeit und Leistungssteigerung bieten könnten.
Die Forschung markiert einen wichtigen Schritt in Richtung praktischer Quantenfehlerkorrektur mit gefangenen Rydberg-Ionen. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit des neuen Gatters könnte die Zuverlässigkeit von Quantencomputern deutlich verbessern. Künftige Arbeiten könnten sich auf die Erweiterung der Vernetzung durch komplexere Ionenanordnungen konzentrieren.
