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 Wissenschaftler haben eine neue Art von Quantencomputer-Gatter entwickelt, das auf angeregten Ionen basiert 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 in der Lage sind, Fehler während Berechnungen zu korrigieren.

Veröffentlichungsdatum 22. Dezember 2025, 11:25 Uhr MEZ

Schlagwörter Forschung, Technologie, Innovation, Informatik, Finanzen, Wearables, Daten- und Cloud-Computing, Kultur- und Reisetrends

Artikeltext Ein Durchbruch in der Quanteninformatik gelingt mit Hilfe angeregter Ionen, den sogenannten Rydberg-Ionen. Forscher haben ein schnelleres und präziseres Quanten-Gatter entwickelt, das eine Genauigkeit von über 97 Prozent erreicht. Diese Innovation könnte den Bau praxistauglicherer und skalierbarer Quantencomputer in Zukunft ermöglichen.

Im Mittelpunkt der Arbeit steht ein spezielles Gatter, das kontrolliert-kontrollierte-Z-Gatter (CCZ-Gatter). Durch den Einsatz mikrowellenangeregter Rydberg-Ionen gelang es dem Team, eine Variante zu schaffen, die eine Drei-Qubit-Operation in nur zwei Mikrosekunden abschließt – deutlich schneller als herkömmliche Verfahren. Die hohe Geschwindigkeit und Präzision machen das Gatter zu einem vielversprechenden Werkzeug für die Quantenverarbeitung.

Die Studie präsentiert zudem einen neuen Ansatz zur Quantenfehlerkorrektur. Die Wissenschaftler setzten ihr Konzept mithilfe der nativen Gatter eines Rydberg-Ionenfallen-Systems um und wiesen nach, dass es auf realer Hardware funktioniert. Um die begrenzte Vernetzung in der Ionenfalle zu überwinden, nutzten sie fehlertolerante SWAP-Gatter, um Qubits bei Bedarf zu verschieben. Neben den Experimenten lieferte das Team detaillierte Simulationen und theoretische Grundlagen. Ihre Arbeit zeigt, wie Rydberg-Ionen-Gatter als leistungsstarke Ressource für den Bau zuverlässiger Quantencomputer dienen können. Die Kombination aus schnellen Operationen und robuster Fehlerkorrektur stellt einen bedeutenden Fortschritt dar.

Die Ergebnisse demonstrieren einen praktischen Weg, um die Leistung von Quantencomputern zu steigern. Das neue Gatter-Design und die Fehlerkorrekturmethode könnten zu stabileren und skalierbareren Quantensystemen führen. Damit rücken reale Anwendungen der Quantentechnologie einen Schritt näher.