Revolution der Quantencomputer dank der Entdeckung von Qudits

Bisher rechneten Quantencomputer immer in Qubits und sind dadurch in wissenschaftlichen Bereichen effizienter als herkömmliche Computer. Um die Funktionsweise eines Qubits zu erläutern, muss zuerst auf die gewöhnlichen Computerbits zurückgegangen werden. Letztgenannte können dabei die Werte 0 (Stromfluss unterbrochen) oder 1 (Stromfluss nicht unterbrochen) annehmen. Ein Qubit geht nochmals einen Schritt weiter und ermöglicht Überlagerungen der beiden Werte.

Darum sind Quantencomputer in bestimmten Bereichen herkömmlichen Computern überlegen.

Forschungsergebnisse: Qudits gelten als überlegen

Mit der Entdeckung von Qudits könnten jetzt sogar die Qubits ins Wanken geraten. Wie das Team hinter Michael Meth im Fachmagazin „Nature Physics“ beschreibt, kann ein Qudit nicht nur ein Zustand annehmen, sondern aus drei (oder mehr) Zuständen bestehen.

In der Simulation ließen die Forscher hochenergetische Teilchen simulieren, die durch ein Quantenfeld in Wechselwirkung standen. Dabei hat das Team festgestellt, dass Qudits „sehr gut geeignet sind“, wenn es um die Vorhersage von chemischen Reaktionen oder künftige Phänomene in Teilchenbeschleunigern geht.

Koautorin Christine Muschik fasste das Ergebnis strikter zusammen: „Wenn ich die Zeit zurückdrehen könnte, würde ich mir selbst raten: Warum Zeit mit Qubits verschwenden?“

In der Handhabung gelten Qudits als komplex

Direkt von Qubit auf Qudit umzusteigen, stellt allerdings auch keine perfekte Lösung dar. Der Experimentalphysiker Benjamin Brock hält fest, dass Qudits schwieriger zu händeln sind und deren Methoden aktuell noch nicht ausgereift sind.

Aktuell arbeitet unter anderem das britische Start-up Riverlane an Software, die die Handhabung als auch die Fehleranfälligkeit von Qudits verringern soll. Es bleibt somit nur noch eine Frage der Zeit, bis sich Quantencomputer mit Qudits durchsetzen.