Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Dreiqubit-Toren für die Quantencomputing

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 mit angeregten Ionen eine Genauigkeit von über 97 Prozent erreicht und deutlich schneller arbeitet als bestehende Methoden. Damit rückt die Realisierung leistungsfähigerer und zuverlässigerer Quantencomputer in Reichweite, 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 Forscherteam der Johannes Gutenberg-Universität Mainz hat ein neues Quantencomputer-Gatter entwickelt, das eine Genauigkeit von über 97 Prozent erreicht. Der Durchbruch basiert auf mikrowellenangeregten Rydberg-Ionen und ermöglicht schnellere sowie zuverlässigere Quantenoperationen. Diese Innovation könnte helfen, zentrale Herausforderungen beim Bau skalierbarer Quantencomputer zu überwinden.

Die Forschungsgruppe, die im Rahmen des SPP-1929-Projekts und des ATIQ-Teilprojekts arbeitet, konzentrierte sich auf gefangene Rydberg-Ionen in zeitabhängigen elektrischen Feldern. Ihr Ziel war es, die Quantenfehlerkorrektur und die Leistung der Gatter für praktische Anwendungen zu verbessern. Durch die Anregung der Ionen in Rydberg-Zustände gelang es ihnen, hochpräzise Mehr-Qubit-Gatter zu erzeugen, die in nur zwei Mikrosekunden operieren – deutlich schneller als bisherige Techniken.

Das Team stellte ein neues Konzept für ein natives kontrolliertes-kontrolliertes-Z-Gatter vor, das aktuelle Methoden übertrifft. Dieses Gatter funktioniert selbst bei begrenzter Qubit-Vernetzung zuverlässig und adressiert damit ein zentrales Hindernis in der Quantenarchitektur. Um sein Potenzial zu testen, setzten die Forscher den Bacon-Shor-Code ein, ein Quantenfehlerkorrekturverfahren, das Oberflächen-Codes ähnelt, ohne zusätzliche Messungen zu erfordern. Zwar sind die Ergebnisse vielversprechend, doch wiesen die Wissenschaftler darauf hin, dass eine Skalierung dieses Ansatzes auf größere Systeme mithilfe einer linearen Kette nach wie vor unpraktikabel bleibt. Vernetzungsbeschränkungen stellen weiterhin eine Hürde für künftige Erweiterungen dar.

Die neue Gatter-Technologie ebnet den Weg zu skalierbareren und fehlertoleranteren Quantencomputern. Ihre hohe Genauigkeit und Geschwindigkeit könnte die Fehlerkorrektur und Recheneffizienz verbessern. Die Erkenntnisse markieren einen wichtigen Schritt hin zu praxistauglichen Quantencomputern.