Fehlerfreier Quantencomputer rückt näher
Quantencomputer gelten als Rechner der Zukunft. Heutige Systeme sind für die Praxis aber noch zu störanfällig. Ein Team um Prof. Markus Müller vom Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen hat inblog der renommierten Fachzeitschrift Nature nun gleich zwei neue Lösungen vorgestellt, die Ergebnisse vor Fehlern schützen sollen. In Zusammenarbeit mit Forschenden aus der Schweiz, Deutschland und Kanada waren sie an der Umsetzung eines Verfahrens auf einem supraleitenden Quantencomputer-Chip beteiligt, das beide grundlegenden Arten von Fehlern korrigieren kann. In einer weiteren Arbeit gelang es ihnen außerdem gemeinsam mit Partnern der Universität Innsbruck erstmals, ein komplettes Set von Rechenoperationen für fehlertolerantes Rechnen auf einem Ionenfallen-Quantencomputer umzusetzen, aus dem sich beliebige Quantenalgorithmen aufbauen lassen. (Quelle: Forschungszentrum Jülich – Pressemitteilungen)
Quantencomputer sind deutlich anfälliger für Fehler als herkömmliche Rechner. Die Korrektur dieser Fehler ist sehr anspruchsvoll und stellt eine der wesentlichen Herausforderungen auf dem Weg zum praxisreifen Quantencomputer dar. Bisher war es nicht möglich, die verschiedenen auftretenden Fehler gleichzeitig zu erkennen und zu korrigieren. Ein Team um Prof. Andreas Wallraff von der ETH Zürich hat nun das erste experimentelle System vorgestellt, das diese Fehler automatisch in einer Art und Weise ausgleichen kann, die es ermöglicht, Ergebnisse von Quantenoperationen praktisch zu nutzen.
Prof. Markus Müller vom Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen hat das Team an der ETH Zürich unterstützt und erläutert im Interview, warum man bei dieser Arbeit auch von einem Durchbruch in der Quanten-Fehlerkorrektur sprechen kann.
>> Interview: Forschende in Zürich und Jülich erreichen Meilenstein in Quanten-Fehlerkorrektur
Bausatz für fehlertolerantes Rechnen
In einer weiteren Arbeit, die ebenfalls in der aktuellen Ausgabe des angesehenen Fachjournals Nature erschienen ist, ist es dem Team um Prof. Markus Müller gemeinsam mit Forschenden der Universität Innsbruck gelungen, ein universell einsetzbares Set von Rechenoperationen mit fehlertoleranten Quantenbits auf einem Ionenfallen-Quantencomputer umzusetzen. Die verwendeten logischen Qubits verteilen die Quanteninformation auf mehrere Atome und sind so besser als einzelne Quantenteilchen gegenüber Störungen geschützt.
>> Pressemitteilung: Quantencomputer lernt fehlerfrei Rechnen
Die Original-Pressemitteilung finden Sie unter:
Fehlerfreier Quantencomputer rückt näher
Die Originalpublikation finden Sie unter:
Krinner, S et al., Realizing Repeated Quantum Error Correction in a Distance-Three Surface Code, Nature (25 May 2022), DOI: 10.1038/s41586-022-04566-8
Lukas Postler, Sascha Heußen, Ivan Pogorelov, Manuel Rispler, Thomas Feldker, Michael Meth, Christian D. Marciniak, Roman Stricker, Martin Ringbauer, Rainer Blatt, Philipp Schindler, Markus Müller, Thomas Monz Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations Nature (25 May 2022), DOI: 10.1038/s41586-022-04721-1
Verortung im Helmholtz-Forschungsbereich Information:
Helmholtz-Forschungsbereich Information, Programm 2: Natural, Artificial and Cognitive Information Processing, Topic 2: Quantum Computing
Kontakt:
Prof. Dr. Markus Müller
Instituts für Theoretische Nanoelektronik (PGI-2)
Forschungszentrum Jülich
Tel.: +49 2461 61-3137
E-Mail: markus.mueller@fz-juelich.de
