Weltweit zuverlässigster Qubit für Quantencomputer entwickelt

Noch sind die Rechenergebnisse, die Quantencomputer liefern, eher von theoretischem Interesse. Nicht nur muss das Verständnis für die Geschehnisse rund um Quantenverschränkungen weiter vertieft werden.

Keineswegs abwegig erscheint hier eine kürzlich geäußerte Vermutung von Hartmut Neven, Gründer des Google Quantum AI Laboratory, dass die Rechenoperationen schlicht in Paralleluniversen ausgelagert werden. Das zumindest könnte die unglaublichen Leistungen durchaus elegant erklären.

Ebenfalls wichtig, vielleicht noch wichtiger, erscheint die Zuverlässigkeit der Qubits, auf deren korrektes Auslesen schlussendlich alle Ergebnisse angewiesen sind. Diese Kohärenz bei Teilchen wie Flussquants oder einzelnen Molekülen zu erreichen, ist mit enormen ingenieurtechnischen Herausforderungen verbunden.

Von Forschenden des MIT kommt hierzu eine Idee zum Einsatz, die sich die Schwingung der Flussquants, auch Fluxons genannt, zunutze macht. Ein solches Qubit wird mit einer zirkulär polarisierten Welle im Mikrowellenbereich gekoppelt.

Fehler vermeiden und erkennen

Zwar ist dafür ein erheblicher Aufwand, unter anderem zwei entsprechende Dioden und zusätzliche Rechenoperationen, notwendig, aber als Ertrag gibt es nicht nur eine extrem hohe Zuverlässigkeit. Gleichzeitig lässt sich auslesen, wann exakt die Kopplung versagt, um unerreichbare Zuverlässigkeit zu erreichen.

So konnte in Experimenten mit den Qubits bei Temperaturen nahe am absoluten Nullpunkt bereits 2023 eine Verlässlichkeit von 99,92 Prozent erzielt werden. Das klingt bereits überragend, sorgt aber beispielsweise in einer Schaltung mit 100 Qubits noch immer dafür, dass nur 9 von 10 Ergebnissen korrekt sind.

Ein Jahr später liegt dieser Wert nun bei mindestens 99,997 Prozent und im besten Fall sogar bei 99,998 Prozent. Womit das verlässlichste Qubit konstruiert wäre.

Jetzt bleibt nur noch die Aufgabe, davon tatsächlich eine größere Menge gekoppelt zu betreiben. Schließlich wäre selbst bei 100 gekoppelten Qubit noch zu 99,8 Prozent Verlass auf das Ergebnis. Das würde es für die Fehlerkorrektur in jedem Fall einfacher machen.