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

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 Quantencomputergatter entwickelt, das angeregte Ionen nutzt und eine Genauigkeit von über 97 Prozent erreicht – bei deutlich höherer Geschwindigkeit als bestehende Verfahren. Damit rückt der Bau leistungsfähigerer und zuverlässigerer Quantencomputer in Reichweite, die Fehler während komplexer 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 Forschern ist es gelungen, ein schnelleres und präziseres Quantencomputergatter auf Basis gefangener Ionen zu entwickeln. Die neue Methode erreicht eine Genauigkeit von über 97 Prozent und arbeitet dabei in nur zwei Mikrosekunden. Dieser Durchbruch könnte helfen, zentrale Hürden auf dem Weg zu zuverlässigen Quantencomputern zu überwinden.

Das Team konzentrierte sich auf Ionen, die in hochenergetische Rydberg-Zustände angeregt wurden. Diese Zustände ermöglichen starke, weitreichende Wechselwirkungen zwischen Qubits und beschleunigen so komplexe Rechenoperationen. Herkömmliche Gatter kämpfen oft mit langsamen Verarbeitungsgeschwindigkeiten und begrenzter Vernetzung – die neue Methode ändert das grundlegend.

Durch den Einsatz mikrowellenmodulierter Rydberg-Ionen gelang es den Forschern, ein natives kontrolliertes-kontrolliertes-Z-Gatter (CCZ-Gatter) zu realisieren. Ein optimiertes Einpuls-Protokoll verkürzte die Operationszeit deutlich. Die hohe Genauigkeit von über 97 Prozent blieb selbst im kurzen Zeitfenster von zwei Mikrosekunden erhalten.

Zusätzlich setzten die Wissenschaftler fehlertolerante SWAP-Gatter ein, um Qubits innerhalb der Ionenfalle zu verschieben. Dies ermöglichte die Implementierung von Fehlerkorrekturschaltkreisen – trotz hardwarebedingter Einschränkungen. Anhand realer Hardware demonstrierten sie schließlich ein funktionsfähiges Quantenfehlerkorrektursystem und wiesen so die Praxistauglichkeit der Methode nach.

Das neue Gatter übertrifft bestehende Verfahren sowohl in puncto Geschwindigkeit als auch Genauigkeit. Sein Erfolg mit Rydberg-Ionen deutet auf einen vielversprechenden Weg hin zu leistungsfähigeren Quantencomputern hin. Künftige Systeme könnten diese Technologie nutzen, um komplexe Operationen mit weniger Fehlern zu bewältigen.