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

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

Vorspann: Forschende haben eine neue Art von Quantencomputer-Gatter entwickelt, das angeregte Ionen nutzt und eine Genauigkeit von über 97 Prozent erreicht – und dabei deutlich schneller arbeitet als bestehende Methoden. Damit ebnet es den Weg für leistungsfähigere und zuverlässigere Quantencomputer, 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- und Reisetrends

Artikel: Ein Forschungsteam hat einen Durchbruch in der Quanteninformatik erzielt: die Entwicklung eines hochpräzisen, fehlerkorrigierenden Quanten-Gatters. Mit gefangenen Rydberg-Ionen erreichten die Wissenschaftler:innen eine Genauigkeit von über 97 Prozent bei einer Drei-Qubit-Operation, die lediglich zwei Mikrosekunden dauerte. Der Fortschritt könnte den Weg zu schnelleren und zuverlässigeren Quantencomputern der Zukunft ebnen.

Das Projekt wurde von Katrin Bolsmann und Thiago L. M. Guedes geleitet, unter Beteiligung von Forschenden des Forschungszentrums Jülich und der RWTH Aachen. Ihre Methode konzentriert sich auf den nativen Gattersatz von Rydberg-Ionenfallen, darunter CZ-, CCZ- sowie Ein-Qubit-Rotationen, um Skalierbarkeit zu verbessern und Fehlerraten zu senken.

Das Team setzte ein Quantenfehlerkorrektur-Verfahren mit echter Hardware um und demonstrierte dessen praktische Anwendbarkeit. Anders als frühere Ansätze korrigiert dieses Gatter Fehler während der Berechnungen und steigert so die Gesamtleistung. Zudem arbeitet es deutlich schneller als bestehende Lösungen – eine vielversprechende Entwicklung für die Quanteninformatik. Um die Connectivity-Beschränkungen linearer Ionenfallen zu überwinden, führten die Forschenden fehlertolerante SWAP-Gatter ein. Simulationen und Experimente zeigten, dass Rydberg-Ionen-Gatter zu einer Schlüsseltechnologie für den Bau leistungsstarker Quantencomputer werden könnten. Die Arbeit unterstreicht, wie angeregte Ionen stabilere und effizientere Quantensysteme ermöglichen.

Dieser Fortschritt markiert einen wichtigen Schritt in der Quantenfehlerkorrektur: Das Gatter erreicht hohe Präzision in Rekordzeit. Geschwindigkeit und Genauigkeit der Technik könnten helfen, langjährige Herausforderungen der Quanteninformatik zu bewältigen. Künftige Forschungen könnten auf dieser Methode aufbauen, um noch robustere Quantenprozessoren zu entwickeln.