Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Drei-Qubit-Toren für die Quantencomputing
Kunigunde Segebahn
Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Drei-Qubit-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 – und dabei deutlich schneller arbeitet als bestehende Methoden. Damit ebnet es 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
Artikel Ein Forscherteam hat eine neue Methode für Quantencomputer entwickelt, die mit angeregten Ionen hochpräzise Operationen ermöglicht. Ihre in der Fachzeitschrift Nature 2024 veröffentlichte Arbeit stellt einen praktischen Ansatz zur Fehlerkorrektur in Quantensystemen vor. Der Durchbruch könnte den Weg zu schnelleren und zuverlässigeren Quantencomputern ebnen.
Die Wissenschaftler um Antonio Contreras-Martinez, Pascal Machholm und Pascal Schindler nutzten dabei Rydberg-Ionen – hochangeregte Zustände gefangener Ionen –, um Operationen an drei Qubits durchzuführen. Durch die Anregung dieser Ionen schufen sie ein Quanten-Gatter, das selbst unter realistischen Bedingungen mit über 97 Prozent Genauigkeit arbeitet. Das Gatter erfüllt seine Aufgabe in nur zwei Mikrosekunden und ist damit deutlich schneller als bisherige Techniken.
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Das Team setzte zudem den Bacon-Shor-Code ein, ein Quantfehlerkorrektur-Verfahren, das Oberflächen-Codes ähnelt. Um die begrenzte Vernetzung in der Ionenfalle zu überwinden, nutzten sie fehlertolerante SWAP-Gatter, mit denen Qubits ohne Fehlerübertragung verschoben werden können. Simulationen deuten darauf hin, dass eine Anordnung der Ionen in zwei- oder dreidimensionalen Strukturen die Leistung und Skalierbarkeit weiter verbessern könnte.
Die Studie markiert das erste Mal, dass Quantfehlerkorrektur auf echter Hardware mit einer derart hohen Genauigkeit demonstriert wurde. Dieser Erfolg bringt praktische, großskalige Quantencomputer der Realität einen Schritt näher.
Die neue Methode vereint Geschwindigkeit, Präzision und Fehlertoleranz in Quantenoperationen. Ihr Erfolg mit realer Hardware eröffnet Möglichkeiten für noch fortschrittlichere Quantensysteme. Künftige Arbeiten könnten erweiterte Ionenanordnungen erforschen, um die Vernetzung und Fehlerkorrektur weiter zu optimieren.
