Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Dreiqubit-Toren für die Quantencomputing
Tim Böhm
Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Dreiqubit-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 – bei deutlich höherer Geschwindigkeit als bisherige Methoden. Damit ebnen sie den Weg für leistungsfähigere und zuverlässigere Quantencomputer, die Fehler während der Berechnungen korrigieren können.
Veröffentlichungsdatum 22. Dezember 2025, 11:25 Uhr MEZ
Schlagwörter Forschung, Technologie, Innovation, Informatik, Finanzen, Wearables, Daten- und Cloud-Computing, Kultur- und Reisetrends
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Artikeltext Ein Forscherteam der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich hat eine schnellere und präzisere Methode für das Quantencomputing entwickelt. Ihr neuer Ansatz nutzt angeregte Ionen in Rydberg-Zuständen, um ein hochleistungsfähiges Quanten-Gatter zu schaffen. Der Durchbruch erreicht eine Genauigkeit von über 97 Prozent und arbeitet dabei deutlich schneller als bisherige Techniken.
Die von Dr. Sonika Johri, Dr. Tim Langen und Prof. Dr. Stefan T. Borsche geleitete Studie konzentriert sich auf gefangene Ionen, die in hochangeregte Rydberg-Zustände versetzt werden. Diese Zustände ermöglichen starke, langreichweitige Dipol-Wechselwirkungen und beschleunigen so Mehr-Qubit-Operationen. Ihr neues Gatter, eine native kontrollierte-kontrollierte-Z-Operation (CCZ), erledigt Aufgaben in nur zwei Mikrosekunden – deutlich schneller als bestehende Verfahren.
Das Team demonstrierte zudem eine praktische Umsetzung von Quantenfehlerkorrektur mit realer Hardware. Durch den Einsatz fehlertoleranter SWAP-Gatter verschoben sie Qubits innerhalb einer Ionenfalle, um die begrenzte Vernetzung zu überwinden. Dies ermöglichte die Ausführung eines messungsfreien Fehlerkorrekturkreislaufs auf Basis des Neun-Qubit-Bacon-Shor-Codes, ohne dass präzise Messungen nötig waren, die oft Fehler einführen. Simulationen bestätigten die Machbarkeit dieses Ansatzes selbst in einer linearen Ionenkette mit eingeschränkten Verbindungen. Die Forscher schlagen vor, in zukünftigen Arbeiten zwei- und dreidimensionale Ionenanordnungen zu erforschen, um die Vernetzung und Leistung weiter zu verbessern.
Die neue Methode bietet eine zuverlässige Möglichkeit, Quantenoperationen mit hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit durchzuführen. Durch die Kombination von Rydberg-Ionen-Technologie mit fehlertoleranten Techniken hat das Team gezeigt, wie stabile Quantenberechnungen trotz Hardware-Beschränkungen möglich sind. Ihre Erkenntnisse ebnen den Weg für effizientere und skalierbarere Quantensysteme in der Zukunft.
