Chalmers-Forscher überwinden Hürde für Quantencomputer

Wissenschaftler der Technischen Universität Chalmers haben einen bedeutenden Fortschritt im Bereich des Quantencomputings erzielt. Ihre neue Methode adressiert eine Schlüsselherausforderung, die die Leistung von Quantencomputern lange Zeit begrenzt hat: die Verwaltung von Fehlern und Rauschen bei gleichzeitiger präziser Steuerung von Quantenzuständen.

Die gesellschaftliche Wirkung von Quantencomputern hängt davon ab, dass Quantenbits (Qubits) stabil bleiben und präzise manipuliert werden können. Historisch gesehen waren Systeme mit robuster Fehlerkorrektur langsam oder schwer zu steuern, während Systeme, die eine einfache Steuerung erlaubten, fehleranfällig waren. Dieser Zielkonflikt stellte ein großes Hindernis dar.

Das Chalmers-Forschungsteam hat erfolgreich ein System entwickelt, das auf kontinuierlicher Variablen-Quantenberechnung basiert und harmonische Oszillatoren nutzt. Dieser Ansatz weicht vom herkömmlichen Zwei-Zustands-Qubit-Prinzip ab und ermöglicht eine größere Anzahl von Quantenzuständen. Den Forschern ist es gelungen, den Kerr-Effekt zu umgehen, der zuvor die Mehrfachquantenzustände von Oszillatoren durcheinanderbrachte, und gleichzeitig eine schnelle und präzise Zustandsmanipulation zu ermöglichen. Diese Entwicklung ebnet den Weg für den Bau stabilerer und leistungsfähigerer Quantencomputer.

"Wir haben ein System geschaffen, das extrem komplexe Operationen auf einem Mehrzustands-Quantensystem mit beispielloser Geschwindigkeit ermöglicht", sagte Simone Gasparinetti, Leiter des 202Q-Lab an der Chalmers und leitender Autor der Studie. Die Forschung wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.