Quantencomputer auf Rubidium-Basis verbessern Leistung erheblich

Quantencomputer haben ein enormes Potenzial, aber derzeit produzieren die neuartigen Rechner noch zu viele Fehler. Zudem müssen Quantenchips, die mit supraleitenden Qubits arbeiten, mit Helium auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt gekühlt werden. Ein Forscherkollektiv mehrerer renommierter US-Universitäten hat nun in der Fachzeitschrift Nature einen Quantenprozessor vorgestellt, der effiziente Korrekturverfahren beherrscht.

Das Forscherteam um den Erstautor Dolev Bluvstein nutzt dazu angeregte Zustände in Rubidiumatomen, was den Betrieb des Quantencomputers bei Raumtemperatur ermöglicht. Die Quantencomputer von IBM und Google hingegen arbeiten laut Spektrum mit supraleitenden Schaltkreisen in Form von Qubits, die auf Temperaturen knapp über -273,15 Grad Celsius gekühlt werden. Denn Qubits reagieren ausgesprochen empfindlich auf äußere Einflüsse, was zu unerwünschten Zustandsänderungen während der Berechnung führen kann.

Fehleranfälligkeit von Quantencomputern könnte sinken

Aufgrund der zufälligen Zustandsänderungen von Quanten besteht ein Qubit jedoch aus mehreren physikalischen Einheiten, um die immer wieder auftretenden Fehler in Quantenrechnungen korrigieren zu können. Bisher war man davon ausgegangen, dass mehr als 1.000 physikalische Qubits benötigt werden, um ein "logisches" Qubit zu berechnen, so Spektum der Wissenschaft.

In der aktuellen Nature-Studie berichten die Forschenden jedoch, dass sie die Effizienz der Fehlerkorrektur, gemessen als "Code-Distanz", weiter verbessert haben. Damit rückt der Einsatz von Quantencomputern zur Berechnung von Aufgaben, die für herkömmliche Computer zu komplex sind, einen Schritt näher.