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

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

Durchbruch: Rydberg-Ionen erreichen 97-prozentige Genauigkeit mit schnellen Drei-Qubit-Gattern für Quantencomputer

Zusammenfassung Forschende haben eine neue Art von Quanten-Gatter entwickelt, das angeregte Ionen nutzt und eine Genauigkeit von über 97 Prozent erreicht – bei deutlich höherer Geschwindigkeit als bestehende Verfahren. Damit rücken leistungsfähigere und zuverlässigere Quantencomputer in Reichweite, die Fehler während 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 Ein entscheidender Fortschritt in der Quanteninformatik gelingt mit gefangenen Ionen in hochangeregten Zuständen: Ein Forschungsteam hat ein neuartiges Quanten-Gatter entwickelt, das Fehler mit einer Genauigkeit von über 97 Prozent korrigiert. Die Methode basiert auf Rydberg-Ionen und könnte den Weg zu praxistauglichen, großskaligen Quantencomputern ebnen.

Im Mittelpunkt der Arbeit stand die Verbesserung der Fehlerkorrektur durch die Implementierung des Bacon-Shor-Codes, einem Schema, das Oberflächen-Codes ähnelt. Der Ansatz nutzt fehlerresistente SWAP-Gatter, um die Grenzen linearer Ionenfallen zu umgehen – und löst damit ein zentrales Problem bei der effizienten Vernetzung von Qubits.

Das neue Gatter arbeitet gleichzeitig mit drei Qubits und beschleunigt Berechnungen durch den Einsatz von Rydberg-Zuständen. Es führt Operationen in nur zwei Mikrosekunden aus – deutlich schneller als bisherige Methoden. Die Kombination aus hoher Präzision und Geschwindigkeit weist einen klaren Pfad zu skalierbaren Quantensystemen. Durch die Nutzung der natürlichen Eigenschaften von Rydberg-Ionenfallen minimierte das Team die Fehlerraten. Die Ergebnisse zeigen, wie Mehr-Qubit-Gatter hohe Genauigkeit bewahren und gleichzeitig fehlertolerant bleiben können. Dieser Fortschritt in puncto Tempo, Präzision und Skalierbarkeit markiert einen bedeutenden Schritt in der Entwicklung von Quanten-Hardware.

Die Demonstration beweist, dass Rydberg-Ionen schnellere und zuverlässigere Quantenoperationen ermöglichen. Die Leistung des Gatters übertrifft aktuelle Techniken und bietet einen praktikablen Weg zu größeren, fehlerresistenten Quantencomputern. Künftige Forschungen könnten diese Methode weiter verfeinern und ihr Anwendungsspektrum erweitern.